(19) |
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(11) |
EP 1 117 494 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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08.06.2005 Patentblatt 2005/23 |
(22) |
Anmeldetag: 23.09.1999 |
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP1999/007107 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2000/016920 (30.03.2000 Gazette 2000/13) |
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(54) |
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR OBERFLÄCHENBEHANDLUNG VON WERKSTÜCKEN SOWIE DEREN VERWENDUNG
METHOD AND DEVICE FOR THE SURFACE TREATMENT OF WORKPIECES AND THEIR USE
PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE SURFACE POUR PIECES ET LEUR UTILISATION
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
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Benannte Erstreckungsstaaten: |
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SI |
(30) |
Priorität: |
23.09.1998 DE 19843630 14.12.1998 DE 19857626
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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25.07.2001 Patentblatt 2001/30 |
(73) |
Patentinhaber: Kemper, Kurt |
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45481 Mühlheim (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- OTTO, Günter
D-97645 Ostheim (DE)
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(74) |
Vertreter: Grape, Knut, Dipl.-Ing. et al |
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Grape & Schwarzensteiner
Patentanwälte
Sebastiansplatz 7 80331 München 80331 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 1 938 571 DE-C- 479 010 FR-A- 1 327 289 US-A- 2 897 707
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DE-B- 1 296 549 DE-C- 886 585 GB-A- 478 099 US-A- 4 185 484
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung
von Werkstücken sowie deren Verwendung.
[0002] Beim Ziehen wie auch beim Strangpressen von Werkstücken, wie zum Beispiel von länglichen
Profilen, aus Metall, insbesondere auch aus Aluminium, entsteht an deren äußeren Oberfläche
im allgemeinen eine Oxidschicht von zum Teil erheblicher Dicke. Auch bilden sich beim
Ziehen bzw. Strangpressen im allgemeinen in der Oberfläche von Werkstücken aus Metall,
insbesondere Aluminium, (Längs-)Risse oder dergleichen. Da sowohl derartige Oxidschichten
als auch solche (Längs-)Risse zwangsläufig zu einer Herabsetzung der Festigkeit der
Werkstücke führen, ist eine nachträgliche Säuberung bzw. Abtragung der Materialoberfläche
erforderlich. Dies aber ist ausgesprochen arbeits- und damit kostenintensiv. Zudem
weisen Werkstücke, die durch Ziehen bzw. Strangpressen hergestellt sind, im allgemeinen
Abmessungen mit ausgesprochen großen Toleranzbereichen auf. Ein nachfolgendes Richten
bzw. sonstiges Formen der durch Ziehen bzw. Strangpressen hergestellten Werkstücke
ist daher für deren Weiterverarbeitung bzw. Weiterverwendung unbedingt notwendig.
Ein solcher Arbeitsschritt aber erhöht ebenfalls den Arbeits- bzw. Kostenaufwand.
Vergleichbare Probleme ergeben sich bei der Oberflächenbehandlung von Werkstücken
mit Bohrungen oder dergleichen Ausnehmungen, wie Durchgangsbohrungen und/oder Sackbohrungen.
[0003] Beispielsweise ist in der US-PS 4,185,484 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Bearbeiten von kaltverformtem, stangenförmigem Rundmaterial beschrieben. In einer
ersten Stufe werden zunächst etwa 80 bis 90 % des bei der Kaltverformung entstandenen
und auf der Oberfläche des zugeführten Rundmaterials abgesetzten Walzzunders abgetragen.
Das Entzundern erfolgt durch zwei Arbeitswalzen mit aufgerauhter Oberfläche, welche
die Oberfläche des Rundmaterials unter Reibwirkung beaufschlagen und deformieren,
aufrauhen und letztlich durch Schleifwirkung vom Walzzunder befreien. Hierdurch wird
zugleich eine kombinierte Dreh- und Linearbewegung des zu bearbeitenden Rundmaterials
hervorrufen. In einer zweiten Stufe wird das Rundmaterial sodann gesandstrahlt, um
den noch verbliebenen Walzzunder von dessen Oberfläche zu entfernen. In einer dritten
und letzten Stufe schließlich wird das Rundmaterial auf entsprechende Form und Abmessung
(herunter-)gewalzt.
[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere von länglichen
Profilen mit beliebigem Querschnitt, bzw. Werkstücken mit Bohrungen oder dergleichen
Ausnehmungen bereitzustellen, das bzw. die konstruktiv ausgesprochen einfach ist und
eine Herstellung von Werkstücken von besonders hoher Festigkeit und Härte sowie großer
Genauigkeit ohne zusätzlichen Arbeits- und Kostenaufwand ermöglichen, sowie deren
Verwendung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, in Form von beispielsweise länglichen
Profilen aus Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminium enthaltenden Legierungen,
zur Verfügung zu stellen.
[0005] Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise in verfahrenstechnischer Hinsicht
durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0006] Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens nach den Merkmalen des Anspruchs
1 läßt sich ein besonders einfaches Verfahren erhalten, um Werkstücke, wie längliche
Profile, oder deren Bohrungen und sonstigen Ausnehmungen, zum Beispiel Durchgangsbohrungen
und Sacklochbohrungen, ohne großen Arbeits- und Kostenaufwand mit wesentlich erhöhter
Festigkeit und/oder Härte, ausgesprochen hoher Genauigkeit sowie Glattheit herzustellen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Säuberung der Materialoberfläche und/oder
der oberflächennahen Randzone von spröden Oxidkrusten, beispielsweise Aluminiumoxidkrusten,
und schädlichen Verunreinigungen erreicht. Während der Oberflächenbehandlung werden
zugleich Oberflächendefekte beseitigt und somit eine hierdurch hervorgerufene Rißauslösung
vermieden. Im Ergebnis sind die Werkstücke mit einer materialidentischen Hülle von
mehreren Hundert Mikrometern umgeben, die aufgrund einer erhöhten Materialfestigkeit
und resultierenden Druckeigenspannung versteifend wirkt. Die Oberflächenrauhigkeit
verbessert sich gegenüber den Werkstücken unmittelbar nach dem Ziehen bzw. Strangpressen
bis etwa um den Faktor 6 bis 8. Rauhigkeitswerte von R
a < 0,1 sind dabei die Regel. Zur Erhöhung der Festigkeit und Härte sowie gleichzeitig
der Genauigkeit wird das Werkstück in besonderer Ausgestaltung der Erfindung durch
mindestens eine, insbesondere zwei jeweils, wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
versehene Walze/n aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt. Auf
diese Weise wird die zu behandelnde Oberfläche des Werkstücks vorzugsweise quer zur
Bewegungsrichtung des Werkstücks zuerst in einer Richtung und dann in dazu entgegengesetzter
Richtung verformt. Die Werkstücke erhalten zudem eine Eigenspannungscharakteristik,
nämlich Durckeigenspannungen in der plastisch verformten Oberfläche bzw. oberflächennahen
Randzone und Zugeigenspannungen in den darunter liegenden Gebieten, welche einander
entgegenwirken. Die Werkstücke erhalten mithin eine erheblich verbesserte Dauerfestigkeit.
Als zusätzlicher Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich infolge einer
wesentlich verringerten Oxidschichtdicke eine verbesserte Haftung, mit der Folge,
daß die Werkstücke problemlos mit galvanischen Beschichtungen versehen werden können,
und zwar ohne die sonst übliche Wasserstoffversprödung, Wegen der verbesserten Haftung
sind allerdings ebenso alle nur erdenklichen Korrosionsschutzverfahren möglich. Durch
eine solche Oberflächenbehandlung wird eine verfestigte und von porösen Oxidpartikeln
gereinigte Oberflächenstruktur erhalten. Im Ergebnis dieser partiellen Oberflächenbehandlung
erhält der Werkstoff ein Eigenspannungssystem, welches eine erheblich verbesserte
Dauerfestigkeit zur Folge hat.
[0007] Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den
Ansprüchen 2 bis 17 beschrieben.
[0008] Von großer Bedeutung für eine zusätzliche Vereinfachung bei der Oberflächenbehandlung
des Werkstücks sind die Maßnahmen des Anspruchs 2. Demnach sind gesonderte verfahrenstechnische
Maßnahmen zur Weiterbeförderung des Werkstücks nach der Oberflächenbehandlung nicht
erforderlich.
[0009] Außerordentlich bedeutsam für eine Oberflächenbehandlung eines Werkstücks mit einer
runden Oberfläche, zum Beispiel eines Rund- bzw. Rohrmaterials, sind die Merkmale
des Anspruchs 3.
[0010] Von großem Interesse für eine Oberflächenbehandlung eines Werkstücks mit wenigstens
einer Bohrung oder dergleichen Ausnehmung bzw. die Bohrung oder Ausnehmung selbst
sind die Merkmale des Anspruchs 4.
[0011] Des weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung, daß das Werkstück bzw. dessen Oberfläche
in Form einer außen liegenden Fläche und/oder einer innen liegenden Fläche, zum Beispiel
der Innenwandung einer Bohrung, entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 beaufschlagt
wird.
[0012] Nach Anspruch 6 ist in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß vorgesehen, das Werkstück
durch eine Walze mit einem Außenprofil in Form von zu der Längsachse der Walze in
einem Winkel α und α' angeordneten ringförmigen Wülsten und Ausnehmungen zu bearbeiten.
[0013] Vorzugsweise wird das Werkstück bzw. die zu behandelnde (Ober-) Fläche des Werkstücks
nach den Ansprüchen 7 bis 10 durch zwei Walzen mit einem Außenprofil in Form von zu
den Längsachsen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringförmigen Wülsten
und Ausnehmungen bearbeitet.
[0014] In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Oberflächenbehandlung eines
Werkstücks mit wenigstens einer ebenen Oberfläche in besonders vorteilhafter Weise
nach Anspruch 11 vorgesehen.
[0015] Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, das Werkstück bzw. die zu behandelnde
Fläche des Werkstücks nach Anspruch 15 durch Walzen mit einem Außenprofil in Form
von zu den Längsachsen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringförmigen
Wülsten und Ausnehmungen und alternativ oder kumulativ nach Anspruch 16 durch Walzen
mit einem Außenprofil in Form von zu deren Längsachsen senkrechten, insbesondere zueinander
axial versetzten, ringförmigen Wülsten und Ausnehmungen zu bearbeiten.
[0016] Von besonders großer Bedeutung sind schließlich noch die Merkmale des Anspruchs 17.
Mittels der Erfindung lassen sich erheblich verbesserte Haftungseigenschaften der
behandelten Werkstücke erreichen. Dies wiederum zieht ganz allgemein wesentliche Verbesserungen
hinsichtlich einer Beschichtung von Werkstücken nach sich. So ist es beispielsweise
ohne weiteres möglich, ein längliches Profil, wie einen Draht, mit einem Kern aus
Aluminium mit einem (geschlossenen bzw. durchgehenden) Mantel aus Kupfer zu überziehen.
Der Überzug aus Kupfer bleibt dabei in ausgesprochen dauerhafter Weise und besonders
abriebsfest an dem Kern aus Aluminium haften. Eine Verwendung von Kupferdrähten aus
Vollmaterial ist nicht mehr erforderlich. Neben einer Gewichtsverringerung lassen
sich daher vor allem erhebliche Kosteneinsparungen erreichen. Ebenso sind durch das
erfindungsgemäße Verfahren hochbelastbare Hartchrombeschichtungen oder dergleichen
möglich, ohne daß kostenintensive Vorarbeiten notwendig werden. Zum Beispiel kann
auf ein aufwendiges und zeitintensives Abschälen von oberflächennahen Oxidschichten
und/oder Verunreinigungen vor dem Verchromen von Werkstücken, wie Messingwellen oder
ähnlichem, wie bisher erforderlich, vollständig verzichtet werden. Gleichermaßen ist
ein abriebsfester Auftrag von beispielsweise Eloxalfarben oder eine Eloxierung bzw.
Galvanisierung von Werkstücken möglich.
[0017] Die zu behandelnden bzw. behandelten Werkstücke und/oder deren Beschichtungen können
dabei abhängig von den jeweilig zu erreichenden Materialeigenschaften bzw. -vorgaben
aus unedlen Metallen, aus edlen Metallen oder aus Kombinationen unedler und edler
Metalle bestehen.
[0018] Diese Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht auf überraschend einfache
Weise durch die Merkmale des Anspruchs 18 gelöst.
[0019] Demnach ist eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, beispielsweise
von länglichen Profilen, mit einer runden Oberfläche vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung zeichnet sich durch eine besonders einfache und kompakte Konstruktion
aus. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt zudem eine ausgesprochen hohe Fertigungsgenauigkeit
bei der Herstellung von Werkstücken mit besonders hoher Festigkeit und Härte sowie
großer Genauigkeit sicher. So lassen sich Werkstücke, zum Beispiel in Form von länglichen
Profilen, mit Genauigkeiten von beispielsweise bis zu wenigstens etwa 1/10 mm herstellen.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden die Werkstücke, zum Beispiel in Form
von länglichen Profilen, bei einer Oberflächenbehandlung zudem keiner Drehbewegung
unterworfen. Insoweit lassen sich für solche Werkstücke mit runder Oberfläche Vorschubgeschwindigkeiten
von zum Beispiel bis zu etwa 100 Meter pro Minute erreichen. Nicht zuletzt aufgrund
einer ausgesprochen hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine wesentliche Verminderung des Arbeits- und Kostenaufwandes bei der
Oberflächenbehandlung solcher Werkstücke mit einer runden Oberfläche. In ganz vorteilhafter
Weise ist zudem eine Beaufschlagung der Oberfläche des Werkstücks durch das Außenprofil
der mindestens einen, insbesondere zwei, Walzen aufeinanderfolgend in entgegengesetzter
Richtung, d.h. eine zweifache Verformung im wesentlichen etwa quer oder auch schräg
zur Bewegungsrichtung des Werkstücks, ermöglicht.
[0020] Diese Aufgabe wird weiterhin in vorrichtungstechnischer Hinsicht auf überraschend
einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 19 gelöst.
[0021] Demnach ist eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung vorgesehen, die sich für eine
entsprechende Bearbeitung von Werkstücken bzw. deren Bohrungen und/oder sonstigen
Ausnehmungen, wie Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen gleichermaßen, insbesondere
zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eignet. Neben
den vorgenannten Vorteilen ist es auf diese Weise ebenso möglich, die oberflächenzubehandelden
Werkstücke gegebenenfalls fest einzuspannen.
[0022] Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in
den Ansprüchen 20 bis 34 beschrieben.
[0023] Von großer Bedeutung für eine Oberflächenbehandlung von Werkstücken sind die Merkmale
der Ansprüche 20 und 21.
[0024] Dabei weist das in Bewegungsrichtung des Werkstücks anströmseitige unprofilierte
Ende der mindestens einen Walze nach Anspruch 25 einen geringfügig kleineren Außendurchmesser
auf, um etwaige Ungleichmäßigkeiten des Werkstücks auszugleichen bzw. eine gewisse
Richtfunktion vorzunehmen.
[0025] Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 26 besitzt das in Bewegungsrichtung des
Werkstücks abströmseitige unprofilierte Ende der mindestens einen Walze hingegen einen
geringfügig größeren Außendurchmesser, um das bereits oberflächenbehandelte Werkstück
auf ein konstantes Maß mit glatter Oberfläche zu bringen.
[0026] Die Maßnahmen des Anspruchs 29, nämlich die Antriebseinrichtung und/oder den Antriebskopf
hydraulisch oder pneumatisch zu steuern, ermöglicht eine stufenlose Steuerung unter
Vermeidung jeglichen Schlupfes und damit einhergehend eine ausgesprochen hohe Oberflächenglattheit
des Werkstücks. Auch kann damit eine äußerst exakte Einflußnahme auf die Vorschubgeschwindigkeit
des Werkstücks unter Berücksichtigung der charakteristischen Merkmale und Betriebsbedingungen,
wie Durchmesser der Walzen, Steigung der ringförmigen Wülste und Ausnehmungen, Länge,
Durchmesser und verhältnis zwischen Innen- und Außendurchmesser der ringförmigen Wülste
und Ausnehmungen, Durchmesser des Werkstücks und vieles andere mehr, genommen werden.
[0027] In diesem Zusammenhang wird der Antrieb der Walzen und eines Schneckenantriebs des
Antriebskopfes nach den Ansprüchen 30 und 31 zweckmäßigerweise über gesonderte Antriebsmotoren
vorgenommen, die insbesondere hydraulisch oder pneumatisch ansteuerbar sind. Diese
Maßnahme unterstützt zusätzlich eine exakte Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
so daß auf die Bewegung der Walzen und des Schneckenantriebs jeweils individuell Einfluß
genommen werden kann.
[0028] Eine derart hydraulisch oder pneumatisch wirkende Antriebseinrichtung wird in vorteilhafter
Weise zusätzlich von einer Dichtungsanordnung unterstützt, wie sie beispielsweise
in der DE 196 10 809 A1 beschrieben ist. Diese Dichtungsanordnung ermöglicht neben
der Eigenrotation der Walzen zusätzlich eine Drehung der Walzen um das Werkstück selbst.
[0029] Die Merkmale der Ansprüche 32 und 33 dienen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
einer ausgesprochen großen Vielseitigkeit der Vorrichtung, da durch die relative Bewegbarkeit
der Antriebseinrichtung und des Antriebskopfes zueinander ein Längenausgleich bei
unterschiedlich langen Walzen und damit eine beliebige Austauschbarkeit der Walzen
ermöglicht ist.
[0030] Zum Erhalt einer ausgesprochen großen Genauigkeit bzw. nur sehr kleinen Toleranzen
bei gleichzeitig hoher Vorschubgeschwindigkeit sorgen weiterhin die Merkmale des Anspruchs
34, wonach die Antriebseinrichtung und/oder der Antriebskopf mit einer Zentriereinrichtung
für das Werkstück versehen ist/sind. Mögliche Schwingungen, die durch die Oberflächenbehandlung
im Bereich der Walzen auftreten, können hierdurch beseitigt, zumindest aber vermindert
werden.
[0031] Diese Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht des weiteren auf überraschend
einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 35 gelöst.
[0032] Demnach ist eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, vorzugsweise
von länglichen Profilen, mit etwa rechteckförmigem, beispielsweise quadratischem,
Querschnitt vorgeschlagen. Die Vorteile die sich mit einer solchen Vorrichtung erreichen
lassen, sind im wesentlichen zu den vorgenannten Vorteilen im Zusammenhang mit der
Ausführungsform einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken mit runder
Oberfläche, wie eine einfache Bauweise, eine Herstellung von Werkstücken mit besonders
hoher Festigkeit und Härte sowie großer Genauigkeit, ein geringer Arbeits- und Kostenaufwand
etc., identisch. Von großer Bedeutung für die Oberflächenbehandlung weist die mindestens
eine Walze dabei ein Außenprofil auf, welches die Form von ringförmigen Wülsten und
Ausnehmungen besitzt, die zu der Längsachse der jeweiligen Walze in einem Winkel α
bzw. α' und/oder senkrecht dazu angeordnet sind. Zur Verbesserung von Festigkeit und
Härte sowie Genauigkeit ist der mindestens einen wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
versehenen Walze darüber hinaus eine zusätzliche ebenfalls wenigstens teilweise mit
einem Außenprofil versehene Walze nachgeordnet ist, um die Oberfläche des Werkstücks
in Bewegungsrichtung des Werkstücks aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung
zu beaufschlagen, d.h. etwa quer bzw. schräg zur Bewegungsrichtung des Werkstücks
einmal hin und dann wieder zurück zu verformen.
[0033] Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in
den Ansprüchen 36 bis 49 beschrieben.
[0034] Zweckmäßigerweise ist für die mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
versehene Walze nach Anspruch 36 ein Gegenlager vorgesehen. Sofern nicht nur die obere
Oberfläche des Werkstücks durch die mindestens eine Walze behandelt werden soll, sondern
darüber hinaus zugleich auch die untere Oberfläche, ist insoweit mindestens eine weitere
Walze vorgesehen, die ein Außenprofil aufweist. Ansonsten kann eine unprofilierte
Walze oder dergleichen Abstützeinrichtung, zum Beispiel in Form einer Abstützplatte
etc., Verwendung finden.
[0035] Eine quasi Hin- und Herverformung der Oberfläche des Werkstücks läßt sich in vorteilhafter
Weise durch die Merkmale der Ansprüche 37 und 38 in Abhängigkeit der konstruktiven
Ausgestaltung, Anordnung und Drehrichtung der Wülste und Ausnehmungen des Außenprofils
verwirklichen.
[0036] Die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 40 dienen dazu, das
Werkstück dem Außenprofil gleichförmig zuzuführen und dabei gegebenenfalls vorhandene
Ungleichmäßigkeiten und unerwünschte Toleranzüberschreitungen auszugleichen, zumindest
aber abzumildern. Insoweit kommt der mindestens einen vorgeordneten unprofilierten
Walze eine gewisse Richtfunktion zu.
[0037] Um das aus dem Bereich des Außenprofils kommende Werkstück auf ein vorbestimmtes
konstantes Maß mit glatter Oberfläche zu bringen, weist die mindestens eine nachgeordnete
unprofilierte Walze nach Anspruch 41 einen geringfügig größeren Außendurchmesser auf.
Die mindestens eine nachgeordnete unprofilierte Walze kann mithin zur zusätzlichen
Formgebung verwendet werden.
[0038] Einer Oberflächenbehandlung von Werkstücken beliebiger Dicke dienen die Merkmale
der Ansprüche 43 bis 46, wonach die mindestens eine Walze in einer Aufnahmeeinrichtung
gelagert ist, die gegenüber einer das Werkstück abstützenden Abstützeinrichtung, beispielsweise
in Form der mindestens einen weiteren Walze, relativ bewegbar ist. Die Vielseitigkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf diese Weise erhöht, da Werkstücke beliebiger
Dicke bzw. Höhenabmessung oberflächenbehandelt werden können.
[0039] Durch die Merkmale des Anspruchs 47 läßt sich zweckmäßigerweise eine individuelle
Ansteuerung der jeweiligen Walzen erreichen.
[0040] Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, die Walzen nach Anspruch 48 mehrteilig
auszubilden, insbesondere zum Beispiel aus einer Welle hoher Zähigkeit und einer mit
der Welle drehfest verbundenen Hülse hoher Festigkeit bzw. Härte sowie einer damit
einhergehenden Verschleißunempfindlichkeit zusammenzusetzen.
[0041] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Walzen vorzugsweise nach Anspruch
49 durch ein inneres Kühlsystem und/oder ein äußeres Kühlbad kühlbar, wodurch die
Lebensdauer der Vorrichtung erhöht werden kann.
[0042] Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und den dazugehörigen Vorrichtungen ist
es schließlich nach Anspruch 50 noch möglich, Werkstücke aus Metall, insbesondere
aus unedlen Metallen, wie Aluminium, Blei, Chrom, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Mangan,
Molybdän, Silicium, Wolfram, Zinn, Zink, und Legierungen daraus, wie Messing, vorzugsweise
aus Stahl und/oder aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen, wie
AlMg
4,5Mn, AlMgSi
0,5, AlMgSi, AlMg
5, AlZn
4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg
2, AlZnMgCu
0,5, AlZnMgCu
1,5, AlCuMgPb, oder aus edlen Metallen, wie Gold, Palladium, Platin, Silber, und Legierungen
daraus, oder aus Kombinationen unedler und edler Metalle herzustellen. Werkstücke
aus zum Beispiel Aluminium oder Aluminium enthaltenden Legierungen haben sich dabei
in letzter Zeit aufgrund der verschiedenen vorteilhaften Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit,
geringe spezifische Dichte, etc., als besonders geeignet herausgestellt. Insbesondere
auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugbaus finden diese Materialien immer häufiger Verwendung.
Die diesen Materialien anhängenden Nachteile, wie zum Beispiel bisher nicht ausreichende
Festigkeit, arbeits- und kostenintensive Vor- bzw. Nachbehandlung der Materialoberfläche
aufgrund vorhandener Oxidschichten und (Längs-)Risse, sowie ausgesprochen große Toleranzbereiche
etc., lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den dazugehörigen Vorrichtungen
auf ausgesprochen einfache Weise beseitigen.
[0043] So können nach Anspruch 51 längliche, insbesondere gehärtete und/oder beschichtete,
Profile aus Vollmaterial, insbesondere Drähte, Stangen und Bänder, und/oder aus rohrförmigem
Material, insbesondere Rohre, vorzugsweise Kopfstützbügel in Kraftfahrzeugen, hergestellt
werden.
[0044] Auch können das Verfahren und die Vorrichtung nach Anspruch 52 zur Herstellung von
gewickelten, insbesondere gehärteten und/oder beschichteten, Werkstücken, vorzugsweise
von Schraubenfedern, Verwendung finden.
[0045] In zweckmäßiger Weise eignen sich das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung
entsprechend Anspruch 53 ebenfalls zur Herstellung von Bohrungen oder dergleichen
Ausnehmungen, insbesondere von Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen, in
Motoren von Kraftfahrzeugen.
[0046] Dem Werkstoff Aluminium bzw. Aluminium enthaltenden Legierungen erschließen sich
aufgrund einer erheblich gesteigerten Festigkeit und Härte, einer verbesserten Dauerfestigkeit,
einer nur mehr geringen Toleranzgröße und hohen Glattheit sowie einer verbesserten
Haftung für galvanische Beschichtungen oder sonstige korrosions- und oxidierungsverhindernde
Materialien bisher nicht zugängliche Anwendungsmöglichkeiten. Dadurch wird zugleich
die Vielseitigkeit des Werkstoffes Aluminium bzw. der Aluminium enthaltenden Legierungen
und deren bereits seit langem bekannten Vorteile noch weiter verbessert.
[0047] Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Vorderansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines teilweise abgeschnittenen Werkstücks mit
einer runden Oberfläche, beispielsweise eines Rund- bzw. Rohrmaterials,
- Fig. 2
- eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung nach
der Fig. 1 entsprechend der Pfeile II-II in vergrößerter Darstellung,
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Fig. 1 entsprechend
der Pfeile III-III in vergrößerter Darstellung,
- Fig. 4
- eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Fig. 1 entsprechend
der Pfeile IV-IV in vergrößerter Darstellung,
- Fig. 5A und 5B
- eine Querschnittsansicht durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Fig. 1 entsprechend
der Linie V-V und eine schematische Draufsicht auf drei Walzen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung entsprechend der Fig. 5A, jeweils in vergrößerter Darstellung,
- Fig. 6A, 6B und 6C
- schematische Seitensichten auf die Ausführungsformen der drei Walzen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach den Fig. 5A und 5B, jeweils in vergrößerter Darstellung,
- Fig. 7A und 7B
- eine teilweise Querschnittsansicht durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung enttsprechend der Fig. 1 und eine schematische Draufsicht auf drei Walzen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend der Fig. 7A, jeweils in vergrößerter
Darstellung,
- Fig. 8A und 8B
- eine Querschnittsansicht durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung entsprechend der Fig. 1 und eine schematische Draufsicht auf drei Walzen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend der Fig. 8A, jeweils in vergrößerter
Darstellung,
- Fig. 9A und 9B
- eine schematische Vorderansicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines teilweise geschnittenen
Werkstücks mit wenigstens einer ebenen Oberfläche, beispielsweise eines Werkstücks
mit quadratischem, rechteckigem oder sonstwie polygonalem Querschnitt,
- Fig. 10A und 10B
- schematische Seiten- bzw. Draufsicht auf die Walzen der Ausführungsform der erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung nach,der Fig. 7 entsprechend Ausschnitt VIII,
- Fig. 11
- schematische Seiten- bzw. Draufsicht auf die Walzen der Ausführungsform der erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung nach der Fig. 7 entsprechend Ausschnitt VIII,
- Fig. 12A und 12B
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung nach
der Fig. 7 und eine schematische Draufsicht auf drei Walzen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung entsprechend der Fig. 7, jeweils in vergrößerter Darstellung, und
- Fig. 13A, 13B und 13C
- schematische Darstellungen von drei Ausführungsbeispielen möglicher Verfahrensabläufe
zur Herstellung von Werkstücken mit beliebigem Querschnitt, in welchen jeweils die
Vorrichtung nach der Erfindung integriert ist.
[0048] Bei der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer
Vorrichtungen 10 zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken 12, zum Beispiel in Form
von länglichen Profilen, mit einer runden Oberfläche 14, beispielsweise mit rundem
Querschnitt in Form von einem Rund- oder Rohrmaterial, von Werkstücken 12', beispielsweise
von länglichen Profilen, mit wenigstens einer ebenen Oberfläche 14', beispielsweise
mit quadratischem oder - wie hier gezeigt - rechteckigem oder sonstigem polygonalen
Querschnitt, und von Werkstücken 12'' mit wenigstens einer Bohrung 14'' oder dergleichen
Ausnehmung, wie einer Durchgangsbohrung und/oder einer Sacklochbohrung, sind einander
entsprechende, gleiche Bauteile jeweils mit identischen Bezugsziffern versehen.
[0049] In den Fig. 1 bis 6C ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
10 zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken 12, wie zum Beispiel von länglichen Profilen,
mit einer runden Oberfläche 14 gezeigt.
[0050] Entsprechend insbesondere den Fig. 2 bis 4 bzw. 5A umfaßt die Vorrichtung 10 drei
Walzen 16, 16', 16'', die parallel und um das Werkstück 12 in etwa gleichem Abstand,
d.h. jeweils um 120° versetzt, zueinander angeordnet sind. Die drei Walzen 16, 16',
16'' weisen bei dem in den Fig. 2 bis 4 bzw. 5A gezeigten Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung 10 jeweils einen gleichen Durchmesser auf. Insoweit sind deren Längsachsen
18, 18', 18'' auf einem gemeinsamen Teilkreis 20 gelegen und damit jeweils zu dem
Werkstück 12 gleich beabstandet. Der Durchmesser der drei Walzen 16, 16', 16'' kann
aber ebenso variieren.
[0051] Die Walzen 16, 16', 16'' sind wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche 14 des
Werkstücks 12 beaufschlagenden Außenprofil 22, 22' versehen. Bei der Ausführungsform
der Vorrichtung 10 nach den Fig. 1 bis 6C sind die Walzen 16 und 16' mit einem solchen
Außenprofil 22, 22' versehen. Die Walze 16'' ist demgegenüber unprofiliert ausgebildet.
Grundsätzlich ist es jedoch ebenso möglich, anstelle von zwei Walzen 16, 16' lediglich
eine Walze mit einem derartigen die Oberfläche 14 des Werkstücks 12 beaufschlagenden
Außenprofil auszustatten (vgl. die Fig. 7A, 7B ). Auch ist es denkbar, alle drei parallel
und um das Werkstück 12 in etwa gleichem Abstand zueinander angeordneten Walzen 16,
16', 16'' mit einem solchen die Oberfläche 14 des Werkstücks 12 beaufschlagenden Außenprofil
zu versehen (nicht gezeigt).
[0052] Das die Oberfläche 14 des Werkstücks 12 beaufschlagende Außenprofil 22, 22' der zwei
Walzen 16, 16' ist in Form von ringförmigen Wülsten 24 und dazwischen angeordneten
Ausnehmungen 26 ausgebildet, die zu der Längsachse 18, 18' der jeweiligen Walze 16,
16'' in einem Winkel α angeordnet sind. Mithin verlaufen die Wülste 24 und Ausnehmungen
26 der beiden Walzen 16, 16' in Längsrichtung der Walzen 16, 16' schräg. Die ringförmigen
Wülste 24 ragen dabei über den Außendurchmesser der Walzen 16, 16' hinaus.
[0053] In vorteilhafter Weise sind die zwei Walzen 16, 16' wenigstens teilweise mit einem
Außenprofil 22, 22' versehen, das die Oberfläche 14 des Werkstücks 12 aufeinanderfolgend
in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, d.h. die Oberfläche 14 des Werkstücks
12 zunächst in einer Richtung und dann in der dazu entgegengesetzten Richtung verformt.
[0054] Bei der in den Fig. 1 bis 6C dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 10 sind die Wülste 24 und Ausnehmungen 26 des Außenprofils 22, 22' der
beiden Walzen 16, 16' zu diesem Zweck zueinander umgekehrt, d.h. etwa kreuzweise,
angeordnet. Obschon der Winkel α des Außenprofils 22 der Walze 16 zu dem Winkel α'
des Außenprofils 22' der Walze 16" betragsmäßig identisch ist, unterscheiden sich
die Winkel α bzw. α' demnach in ihrem Vorzeichen, sind mithin einmal positiv und einmal
negativ, oder umgekehrt. Der Winkel α, α' liegt dabei in einem Bereich zwischen 2°
und 85°, vorzugsweise zwischen 2° und 60° und ganz besonders bevorzugt zwischen 2°
und 10° einschließlich.
[0055] Es ist allerdings dazu alternativ oder kumulativ möglich, daß sich die Winkel α,
α' der Steigung der ringförmigen Wülste 24 und Ausnehmungen 26 voneinander betragsmäßig
unterscheiden, daß zum Beispiel der Winkel α 30° und der Winkel α' 45° betragen. Auch
jede andere Kombination kann vorgesehen sein.
[0056] Nach der Fig. 5B sind die Wülste 24 bzw. Ausnehmungen 26 an der Walze 16 von rechts
nach links und an der Walze 16' von links nach rechts vorlaufend ausgebildet. Um eine
Bewegung des Werkstücks 12 bei einer solchen im wesentlichen entgegengesetzten Vorlaufstellung
der Wülste 24 und Ausnehmungen 26 der zwei zueinander benachbarten Walzen 16, 16'
sicherzustellen, sind die zwei Walzen 16, 16' daher in gleicher Drehrichtung antreibbar.
[0057] Wenn demgegenüber allerdings die Vorlaufstellung der Wülste 24 und Ausnehmungen 26
im wesentlichen gleich ist, sind die zwei zueinander benachbarten Walzen 16, 16''
dann in entgegengesetzter Drehrichtung antreibbar (nicht dargestellt).
[0058] Das Werkstück 12 wird bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10
nach den Fig. 1 und 5B in Richtung des Pfeiles 28 durch die Walzen 16, 16', 16'' von
rechts nach links bewegt.
[0059] Die Walzen 16, 16' weisen zwei Enden 30, 32 auf, welche wie deutlich aus den Fig.
5B, 6A und 6B hervorgeht, das jeweilige Außenprofil 22, 22' begrenzen. Das in Bewegungsrichtung
des Werkstücks 12 gemäß Pfeil 28 anströmseitige Ende 30 und abströmseitige Ende 32
der Walzen 16, 16' sind dabei unprofiliert bzw. glatt ausgebildet. Das anströmseitige
Ende 30 der Walze 16, 16' weist einen geringfügig kleineren Außendurchmesser auf,
um etwaige Ungleichmäßigkeiten des dem Außenprofil 22, 22' zuzuführenden Werkstücks
12 auszugleichen bzw. vorab eine gewisse Richtfunktion auszuüben. Das abströmseitige
Ende 32 der Walzen 16, 16' weist hingegen einen geringfügig größeren Durchmesser auf,
um das aus dem Bereich des Außenprofils 22, 22' kommende Werkstück 12 auf ein konstantes
Maß, nämlich auf das tatsächliche bzw. gewünschte Soll-Maß des Werkstücks 12, mit
ausgesprochen glatter Oberfläche bzw. geringem Toleranzmaß zu bringen. Die Walze 16''
hingegen ist durchgehend mit einer glatten Oberfläche versehen.
[0060] Die Walzen 16, 16', 16'' sind bei dieser Ausführungsform weiterhin jeweils einzeln
um deren Längsachsen 18, 18', 18'' drehbar ausgebildet, wie insbesondere in der Fig.
5A gezeigt ist. Wie bereits erwähnt, sind dabei die beiden Walzen 16, 16' mit gegenläufigem
Außenprofil 22, 22' jeweils in gleicher Drehrichtung, die Walze 16'' mit ausschließlich
glatter Oberfläche in dazu entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben. Die Drehrichtung
der Walze 16'' mit ausschließlich glatter Oberfläche kann allerdings beliebig gewählt
werden.
[0061] Die Walzen 16, 16', 16'' sind entsprechend der Fig. 1 von einer Antriebseinrichtung
34 und einem Antriebskopf 36 oder dergleichen Antriebsanordnung aufgenommen. Die Antriebseinrichtung
34 ist zum Drehen der Walzen 16, 16', 16'' jeweils einzeln um deren Längsachsen 18,
18', 18'' vorgesehen. Der Antriebskopf 36 oder dergleichen Antriebsanordnung dient
zum Drehen der Walzen 16, 16', 16'' gemeinsam um das Werkstück 12.
[0062] Das anströmseitige Ende 30 der Walzen 16, 16', 16'' ist entsprechend den Fig. 1,
3 und 6A bis 6C mit einem Profil 38, beispielsweise einem Vierkantprofil, in einer
entsprechend geformten, im wesentlichen paßgenauen Ausnehmung 40 (vgl. Fig. 3) von
der hydraulischen Antriebseinrichtung 34 drehfest aufgenommen. Das abströmseitige
Ende 32 der Walzen 16, 16', 16'' ist hingegen jeweils über einen Zapfen 42 in Ausnehmungen
43 des Antriebskopfes 36 (vgl. Fig. 2) drehbar aufgenommen.
[0063] Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach der Erfindung
ist die Antriebseinrichtung 34 dem Antriebskopf 36 oder dergleichen Antriebsanordnung
in Bewegungsrichtung des Werkstücks 12 gemäß Pfeil 28 vorgeordnet. Ebenso ist es jedoch
möglich, die Antriebseinrichtung 34 dem Antriebskopf 36 oder dergleichen Antriebseinrichtung
in Bewegungsrichtung des Werkstücks 12 nachzuordnen, so daß dann das jetzt anströmseitige
Ende 30 der Walzen 16, 16', 16'' drehbar in dem Antriebskopf 36 gelagert wäre und
das jetzt abströmseitige Ende 32 der Walzen 16, 16', 16'' in der Antriebseinrichtung
34 drehfest zur Aufnahme gelangen würde.
[0064] Die Antriebseinrichtung 34 und/oder der Antriebskopf 36 oder dergleichen Antriebsanordnung
der drei Walzen 16, 16', 16'' ist/sind bei der Ausführungsform der Vorrichtung 10
nach der Erfindung, die in der Fig. 1 dargestellt ist, hydraulisch oder pneumatisch
steuerbar. Ein solcher Antrieb der drei Walzen 16, 16', 16'' ermöglicht eine stufenlose
Steuerung, um jeglichen Schlupf zu vermeiden und somit eine ständig glatte Oberfläche
14 des Werkstücks 12 bei dessen Behandlung zu erhalten. Eine solche hydraulische oder
pneumatische Antriebseinrichtung 34 und/oder ein hydraulisch bzw. pneumatisch betriebener
Antriebskopf 36 läßt/lassen sich zum Beispiel durch eine Dichtungsanordnung, wie in
der DE 196 10 809 A1 beschrieben, auf ganz vorteilhafte Weise unterstützen. Die Antriebseinrichtung
34 und/oder Antriebskopf 36 ist/sind über ein Steuerpult 44 steuer- bzw. regelbar.
[0065] Die Antriebseinrichtung 34 umfaßt dabei insgesamt drei gesonderte, vorzugsweise hydraulisch
betriebene, Antriebsmotoren 46, welche endseitig jeweils einer der Walzen 16, 16',
16'' zugeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, lediglich die beiden profilierten
Walzen 16, 16' mittels eines solchen Antriebsmotors 46 anzutreiben.
[0066] Der in den Fig. 1 und 2 näher dargestellte Antriebskopf 36 oder dergleichen Antriebsanordnung
steht mit einem Schneckenantrieb 48 in Wirkeingriff. Zur Vermeidung jeglichen Schlupfes
sind der Schneckenantrieb 48 und somit der Antriebskopf 36 ebenfalls über einen Antriebsmotor
50 hydraulisch oder pneumatisch angetrieben. Über die Geschwindigkeit des Schneckenantriebs
48, die gleichermaßen die Drehgeschwindigkeit des Antriebkopfes 36 und damit die gemeinsame
Drehbewegung der Walzen 16, 16', 16'' um das zu behandelnde Werkstück 12 vorgibt,
wird gleichermaßen der Vorschub des Werkstücks 12 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
10 bestimmt.
[0067] Weiterhin sind die Antriebseinrichtung 34 und der Antriebskopf 36 zueinander relativ
bewegbar ausgebildet. Die Antriebseinrichtung 34 ist zu diesem Zweck über eine Führungseinrichtung
52 in Form einer Führungsstange oder dergleichen und ein mechanisch, elektrisch, pneumatisch
oder hydraulisch betätigbares Antriebselement 54, die von einem Rahmen 56 der Vorrichtung
10 abgestützt sind, längsverschieblich ausgebildet. Das Antriebselement 54 ist vorzugsweise
als Druckzylinder ausgestaltet. Auf diese Weise ist es möglich, einen Längenausgleich
bei unterschiedlich langen Walzen 16, 16', 16'' vorzunehmen, wobei die Austauschbarkeit
der Walzen 16, 16', 16'' und damit die Vielseitigkeit der Vorrichtung 10 noch weiter
erhöht wird.
[0068] Um ein Werkstück 12 mit einer ausgesprochen hohen Genauigkeit bzw. nur sehr kleinen
Toleranzen zu erhalten, sind der Antriebseinrichtung 34 und dem Antriebskopf 36 zusätzlich
Zentriereinrichtungen 58 zugeordnet. Das sich mit hoher Geschwindigkeit durch die
Vorrichtung 10 nach der Erfindung gemäß Pfeil 28 bewegende Werkstück 12 wird stabilisiert,
indem Schwingungen, die gegebenenfalls durch die Oberflächenbehandlung im Bereich
der Walzen 16, 16', 16'' erzeugt sind, durch die Zentriereinrichtungen 58 aufgefangen
werden.
[0069] Wie in der Fig. 1 nur schematisch angedeutet, werden die Walzen 16, 16', 16'' durch
ein inneres Kühlsystem gekühlt. Alternativ oder kumulativ können die Walzen 16, 16',
16'' darüber hinaus in an sich bekannter Weise durch ein äußeres Kühlungsbad gekühlt
werden (nicht dargestellt).
[0070] Nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, daß das Werkstück 12 keiner Drehbewegung unterzogen
wird, eine Oberflächenbehandlung des Werkstücks 12 vielmehr durch die sich jeweils
einzeln um deren Längsachsen 18, 18', 18'' sowie gemeinsam um das Werkstück 12 drehenden
Walzen 16, 16', 16'' erfolgt, lassen sich Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu etwa
100 Meter/Minute erreichen. Trotz einer solchen weitaus verbesserten Leistung der
Vorrichtung 10 läßt sich eine ausgesprochen hohe Genauigkeit des letztendlich durch
das abströmseitige Ende 32 der Walzen 16, 16', 16'' auf das gewünschte Maß gebrachte
Werkstück 12 erreichen. So sind beispielsweise Genauigkeiten von bis zu wenigstens
etwa 1/10 mm möglich, und zwar ohne gesonderte Nachbearbeitung.
[0071] Durch die gegenläufige bzw. auch als kreuzweise zu bezeichnende Ausrichtung der Wülste
24 und Ausnehmungen 26 des Außenprofils 22, 22' der Walzen 16, 16' wird das Werkstück
12 einer Längsbewegung unterworfen, ohne jedwede Drehbewegung.
[0072] Entsprechend der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 nach der Fig.
1 läßt sich eine ausgesprochen vielseitige Einsatzmöglichkeit der Vorrichtung 10 erreichen.
So ist es möglich, Walzen 16, 16', 16'' mit unterschiedlicher Länge, mit unterschiedlichem
Durchmesser wie auch unterschiedlichem Außenprofil 22, 22', d.h. durch Anordnung der
Wülste 24 und Ausnehmungen 26 mit unterschiedlicher Steigung, in unterschiedlicher
Anzahl der Wülste 24 und Ausnehmungen 26, mit unterschiedlichem Zwischenabstand etc.,
je nach Abmessungen, Materialeigenschaften etc. des jeweiligen Werkstücks 12 individuell
zu verwenden.
[0073] Entsprechend den Fig. 6A bis 6C sind die Walzen 16, 16', 16'' mehrteilig ausgebildet.
So umfassen die Walzen 16, 16', 16'' jeweils eine Welle 60 mit einem im Bereich des
Profils 38 vorgesehen Anschlag 62. Die Welle 60 nimmt eine Hülse 64 entweder mit dem
Außenprofil 22, 22', dem anströmseitigen Ende 30 und dem abströmseitigen Ende 32 oder
mit insgesamt glatter Oberfläche auf. Die Hülse 64 ist über einen Nutenkeil 66 an
der Welle 60 drehgesichert angebracht. In axialer Richtung ist die Hülse 64 auf der
Welle 60 durch den Anschlag 62, einen Ring 68 und eine Mutter 70 gesichert. Aufgrund
einer solchen Mehrteiligkeit ist es möglich, ohne weiteres die Hülse 64 bei Verschleiß
oder Defekt des Außenprofils 22, 22' der Walzen 16, 16' bzw. 16'' ohne Aufwand auszutauschen.
Eine solche Mehrteiligkeit hat zudem den Vorteil, daß die Welle 60 und die Hülse 64
unterschiedlichen Herstellungsweisen unterzogen werden können, so daß letztendlich
die Welle 60 eine hohe Zähigkeit und die Hülse 64 mit dem Außenprofil 22, 22' der
Walzen 16, 16' bzw. 16'' eine große Härte und damit hohe Verschleißfestigkeit aufweisen.
[0074] Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 entsprechend den Fig.
7A und 7B ist lediglich eine Walze, nämlich die Walze 16''', wenigstens teilweise
mit einem Außenprofil 22, 22' versehen, das die Oberfläche 14 des Werkstücks 12 aufeinanderfolgend
in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, d.h. die Oberfläche 14 des Werkstücks
12 zunächst in einer Richtung und dann in der dazu entgegengesetzten Richtung verformt.
[0075] Bei der Vorrichtung 10 nach den Fig. 7A und 7B sind die Wülste 24 und Ausnehmungen
26 des Außenprofils 22, 22' der Walze 16''' zu diesem Zweck zueinander umgekehrt,
d.h. etwa kreuzweise, angeordnet. Obschon der Winkel α des Außenprofils 22 zu dem
Winkel α' des Außenprofils 22' der Walze 16''' betragsmäßig identisch ist, differieren
die Winkel α bzw. α' demnach in ihrem Vorzeichen. Die Walze 16''' dreht sich um deren
Achse 18'''. Die zwei Walzen 16'' sind unprofiliert ausgebildet.
[0076] Schließlich unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
10 nach den Fig. 8A und 8B noch von der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 6C dadurch,
daß die Walzen 16, 16', 16'' zur Oberflächenbehandlung einer Oberfläche bzw. Innenwandung
einer Bohrung 14'' oder dergleichen Ausnehmung, beispielsweise einer Durchgangsbohrung
und/oder Sacklochbohrung, wie die Zylinderbohrungen, in einem Motorblock eines Kraftfahrzeuges
des Werkstücks 12'' verwendet sind. Jedoch ist es ebenso möglich, lediglich eine Walze
16''' entsprechend den Fig. 7A, 7B mit einem Außenprofil 22 und/oder 22' und/oder
weitere profilierte Walzen 16, 16', 16'' zu dem Zweck der Oberflächenbehandlung des
Werkstücks 12'' bzw. von der Innenwandung einer Bohrung 14'' vorzusehen (nicht gezeigt).
[0077] Die Walzen 16, 16', 16'', die beispielsweise jeweils von einem Schaft 17, 17', 17''
oder dergleichen getragen sind (andeutungsweise dargestellt), stützen sich zugleich
sämtlich an der Innenwandung der Bohrung 14'' des Werkstücks 12'' ab. Dies ist um
so vorteilhafter, als die Walzen 16, 16', 16'' bei vor allem einer Oberflächenbehandlung
einer Sacklochbohrung freitragend gelagert sind. Denkbar ist jedoch ebenso, lediglich
eine Walze 16 einzusetzen. Vorzugsweise sollten aber wenigstens zwei Walzen 16, 16'
bzw. 16'' zum Einsatz kommen, wovon dann wenigstens eine profiliert ist. Diese beiden
Walzen 16, 16' bzw. 16'' sollten einander gegenüberliegend angeordnet sein, wobei
deren beider Außendurchmesser auf dem Innendurchmesser der Bohrung 14'' abrollen könnte,
um zusätzlich eine Abstützfunktion bei der Oberflächenbehandlung zu erreichen. Hierdurch
läßt sich die hohe Fertigungsgenauigkeit des Werkstücks 12'' nach der Oberflächenbehandlung
noch weiter verbessern.
[0078] Mit der weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 10, die in den Fig. 9A bis 12B dargestellt
ist, lassen sich in entsprechender Weise Werkstücke 12' oberflächenbehandeln. Die
Werkstücke 12' weisen im Gegensatz zu den Werkstücken 12 allerdings wenigstens eine
ebene Oberfläche 14' auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um ein im Querschnitt rechteckiges Werkstück 12' (vgl. insbesondere Fig. 12A), dessen
obere und untere Oberfläche 14' gleichermaßen bearbeitet werden.
[0079] Die Vorrichtung 10 zur Oberflächenbehandlung von solchen Werkstücken 12' mit wenigstens
einer ebenen Oberfläche 14' ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9A und 9B
als Presse oder dergleichen Vorrichtung ausgestaltet. Die Vorrichtung 10 umfaßt eine
Aufnahmevorrichtung 72 in der insgesamt vier Paare von Walzen 74, 74', 74'', 74'''
vorgesehen sind, die in Bewegungsrichtung des Werkstücks 12' gemäß Pfeil 28 hintereinander
angeordnet und wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche 14' des Werkstücks 12'
beaufschlagenden Außenprofil 76, 76', 78, 78' versehen sind, welche nachfolgend noch
im einzelnen beschrieben werden.
[0080] Die Walzen 74, 74', 74'', 74''' sind in einem Halterahmen 79 um deren Längsachsen
80 drehbar angeordnet, der mit einem Kopf 82 der Aufnahmeeinrichtung 72 verbunden
ist. Wie die Fig. 11 zeigt, sind die Walzen 74, 74', 74'', 74''' senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Werkstücks 12' gemäß Pfeil 28 angeordnet. Es ist jedoch möglich, diese in einem
Winkel β schräg dazu anzustellen (nicht gezeigt). Der Winkel β beträgt bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel daher 0°.
[0081] Die Aufnahmeeinrichtung 72 wirkt mit einer Abstützeinrichtung 84 zusammen, welche
der Aufnahmeeinrichtung 72 gegenüberliegend zugeordnet und als sogenanntes Gegenlager
für das Werkstück 12' bei dessen Oberflächenbehandlung vorgesehen ist. Die Abstützeinrichtung
84 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls durch insgesamt vier Paare
von Walzen 86, 86', 86'', 86''' gebildet, die in Zahl und Anordnung den vier Paaren
von Walzen 74, 74', 74'', 74''' entsprechen. Die Walzen 86, 86', 86'', 86''' sind
daher ebenfalls in Bewegungsrichtung des Werkstücks 12' gemäß Pfeil 24 hintereinander
angeordnet und wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche 14' des Werkstücks beaufschlagenden
Außenprofil 76, 76', 78, 78' versehen.
[0082] Sofern eine Behandlung der unteren Oberfläche 14' des Werkstücks 12' allerdings nicht
erforderlich ist, ist es selbstverständlich, daß anstelle der Walzen 86', 86'' mit
einem Außenprofil 76, 76', 78, 78' ebenfalls unprofilierte Walzen 86, 86''', eingesetzt
werden. Auch ist es denkbar, die Abstützeinrichtung 84 nicht mit den Walzen 86, 86',
86'', 86''' auszugestalten, sondern statt dessen zum Beispiel eine Abstützplatte oder
dergleichen vorzusehen.
[0083] Die Aufnahmeeinrichtung 72 mit der mindestens einen die obere Oberfläche 14' des
Werkstücks 12' bearbeitenden Walze 74', 74'' ist gegenüber der das Werkstück 14' abstützenden
Abstützeinrichtung 84 relativ bewegbar. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß Werkstücke
12' beliebiger Dicke oberflächenbehandelt werden können.
[0084] Zu diesem Zweck ist die Aufnahmeeinrichtung 72 über eine Führungseinrichtung 88,
beispielsweise in Form von Führungsstangen 89 oder dergleichen, und ein mechanisch,
elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbares Antriebselement 90 gegenüber
der Abstützeinrichtung 84 relativ bewegbar, d.h. höhenverstellbar. Das betätigbare
Antriebselement 90 ist vorzugsweise als Druckzylinder ausgebildet.
[0085] Die Aufnahmeeinrichtung 72 und/oder die Abstützeinrichtung 84 ist/sind hydraulisch
oder pneumatisch steuerbar. Die Paare von Walzen 74, 74''' bzw. 86, 86''', die jeweils
eine glatte Oberfläche aufweisen, sind mittels gesonderter Antriebsmotoren 92 um deren
Längsachsen 80 drehbar angetrieben. Die Antriebsmotoren 92 sind dabei auch vorzugsweise
als Hydraulik- bzw. Pneumatikmotoren ausgebildet. Auf diese Weise läßt sich der Vorschub
des Werkstücks 12' beliebig, gleichzeitig aber exakt und vor allem stufenlos einstellen.
Die Walzen 74', 74'' bzw. 86', 86'' sind demgegenüber in dem Halterahmen 79 der Aufnahmeeinrichtung
72 lediglich frei drehbar gelagert.
[0086] Wenn auch bei dem in den Fig. 9A bis 12B gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
10 lediglich die Walzen 74, 74''', 86', 86''' über Antriebsmotoren 92 in Drehung versetzt
werden, so ist es durchaus denkbar, alternativ oder kumulativ einzelne oder sämtliche
Walzen 74', 74'' und/oder 86', 86'' mit Außenprofil 76, 76', 78, 78' über derartige
Antriebsmotoren mit einer Drehbewegung zu beaufschlagen. Hierdurch kann der Vorschub
des Werkstücks 12' noch zusätzlich unterstützt werden.
[0087] Je nach individueller Vorgabe bzw. Anforderung an die Festigkeit und/oder Maßgenauigkeit
des Werkstücks 12' kann diese beispielhaft beschriebene Ausführungsform der Vorrichtung
10 nach der Erfindung beliebig variiert werden. So es ist ohne weiteres möglich, die
obere und/oder untere Oberfläche 14' des Werkstücks 12' lediglich durch eine einzige
Walze 74', 74'' bzw. 86', 86'' zu bearbeiten, die ein wenigstens teilweise mit einem
die Oberfläche 14' des Werkstücks 12' beaufschlagendes Außenprofil 76, 76', 78, 78'
besitzt. Gleichfalls ist es denkbar, die Anzahl der Walzen 74', 74'' bzw. 86', 86''
mit Außenprofil 76, 76', 78, 78' zu erhöhen.
[0088] Wie sich den Fig. 10A, 11, 12A und 12B deutlich entnehmen läßt, weisen die Walzen
74', 74'', 86', 86'' wenigstens teilweise ein die Oberfläche 14' des Werkstücks 12'
beaufschlagendes Außenprofil 76, 76', 78, 78' in Form von ringförmigen Wülsten 94
und Ausnehmungen 96 auf. Die Außenprofile 76, 76' bzw. 78, 78' sind dabei jeweils
aufeinander abgestimmt.
[0089] Bei den Walzen 74', 86' sind die ringförmigen Wülste 94 und Ausnehmungen 96 zu den
Längsachsen 80 der Walzen 74', 86' senkrecht angeordnet. Mithin sind die ringförmigen
Wülste 94 und Ausnehmungen 96 der Walzen 74', 86' parallel in Bewegungsrichtung des
Werkstücks 12' gemäß Pfeil 28 ausgerichtet.
[0090] Bei den Walzen 74'', 86'' sind die Wülste 94 und Ausnehmungen 96 entsprechend dem
Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 zu den Längsachsen 80 der Walzen 74'', 86'' in
einem Winkel α bzw. α' angeordnet. Mithin sind die Wülste 94 und Ausnehmungen 96 mit
einer Steigung versehen bzw. schräg zur Bewegungsrichtung des Werkstücks 12' gemäß
Pfeil 28 ausgerichtet. Die Wülste 94 und Ausnehmungen 96 sind wiederum gegenläufig,
d.h. kreuzweise, angeordnet.
[0091] Vorzugsweise sind die Walzen 74', 86' bzw. 74'', 85'' mit dem Außenprofil 76, 76',
78, 78' in Bewegungsrichtung des Werkstücks 12' gemäß Pfeil 28 paarweise hintereinander
angeordnet, derart, daß die Oberfläche 14' des Werkstücks 12' aufeinanderfolgend in
entgegengesetzter Richtung beaufschlagt wird. Die Oberfläche 14' des Werkstücks 12'
wird mithin etwa quer zur Bewegungsrichtung des Werkstücks 12' gemäß Pfeil 28 einmal
hin und dann in entgegengesetzter Richtung wieder zurück verformt.
[0092] Dies kann bei den zwei einander nachgeordneten Walzen 74' bzw. 86' mit zu deren Längsachsen
80 senkrecht angeordneten ringförmigen Wülste 94 und Ausnehmungen 96 dadurch erfolgen,
daß die zwei Walzen 74' bzw. 86' und/oder die ringförmigen Wülste 94 und Ausnehmungen
96 zueinander axial versetzt sind.
[0093] Bei den zwei einander nachgeordneten Walzen 74'' bzw. 86'' mit den zu deren Längsachsen
80 in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringförmigen Wülsten 94 und Ausnehmungen
96 sind zwei Möglichkeiten für eine solche Hin- und Herverformung der Oberfläche 14'
des Werkstücks 12' möglich. Zum einen sind die zwei Walzen 74'' bzw. 86'' entsprechend
den in den Fig. 10A und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel bei im wesentlichen entgegengesetzter
Vorlaufstellung der Wülste 94 und Ausnehmungen 96 in gleicher Drehrichtung antreibbar.
Zum anderen ist es denkbar, die zwei Walzen 74'' bzw. 86'' bei gleicher Vorlaufstellung
der Wülste 94 und Ausnehmungen 96 in entgegengesetzter Drehrichtung anzutreiben (nicht
gezeigt). Beide Ausführungsformen sind dabei in ihrer Wirkung und Funktion gleichbedeutend.
[0094] Den Fig. 10A, 11 und 12B ist schließlich noch entnehmbar, daß die Paare von Walzen
74, 74''' bzw. 86, 86''' eine glatte Oberfläche aufweisen. Die Walzen 74, 74''' bzw.
86, 86''' sind den Walzen 74', 74'' bzw. 86' 86'' mit entsprechendem Außenprofil 76,
76' bzw. 78, 78' in Bewegungsrichtung des Werkstücks 12' gemäß Pfeil 28 vor- und/oder
nachgeordnet. Die in Bewegungsrichtung anströmseitigen Walzen 70 bzw. 86 sind allerdings
mit einem geringfügig kleineren Außendurchmesser, die in Bewegungsrichtung abströmseitigen
Walzen 70''' bzw. 86''' mit einem geringfügig größeren Außendurchmesser ausgestaltet.
[0095] Es ist ohne weiteres möglich, nur die Walzen 74', 86' oder 74'', 86'' vorzusehen
und/oder die Walzen 74', 86' und/oder 74'', 86'' untereinander oder auch miteinander
in jeder anderen Reihenfolge zu kombinieren. So besteht beispielsweise die Möglichkeit,
eine Walze 74' mit dem Außenprofil 76, eine Walze 74'' mit Außenprofil 78, eine Walze
74'' mit dem Außenprofil 78' und eine Walze 74' mit Außenprofil 76', oder in jeder
anderen Kombination, in Reihe anzuordnen.
[0096] Wie insbesondere in der Fig. 12A dagestellt ist, können auch die einander zugeordneten
Walzen 74', 86' mit voneinander unterschiedlichen Außenprofilen 76 bzw. 76' etc. ausgebildet
sein. Entsprechendes gilt für die Walzen 74'', 86''.
[0097] Die Fig. 13A und 13B veranschaulichen Verfahrensabläufe, in welchen die Oberflächenbehandlung
gemäß dem Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung nach der Erfindung integriert
ist.
[0098] Nach der Fig. 13A wird das Werkstück 12, 12' vorzugsweise aus Aluminium in einer
Presse 98 stranggepreßt, dann in einem Bad 100 einer Kühlung unterzogen, anschließend
auf einer Richtbank 102 gerichtet, sodann in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10
entsprechend oberflächendbehandelt, danach in einer Formbank 104 verformt und schließlich
in einer Schneideeinrichtung 106 abgelängt.
[0099] Das Verfahren nach der Fig. 13B unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 13A nur
dadurch, daß das Werkstück 12, 12' nach der Oberflächenbehandlung in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 10 direkt auf ein Haspel 108 aufgewickelt wird. Dies ist erstmalig durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 möglich, da das Werkstück 12, 12' keiner Eigenrotation
unterworfen ist, sondern sich nur gerade in Längsrichtung gemäß Pfeil 28 bewegt.
[0100] Das Verfahren nach der Fig. 13C wiederum differiert von demjenigen nach der Fig.
13B lediglich in einer Vorrichtung 110 zur Beschichtung und/oder Eloxierung und/oder
Galvanisierung und/oder Beizung des Werkstücks 12, 12' mit Metallen, wie Chrom, Kupfer
etc., Farben, zum Beispiel abriebsfesten Eloxalfarben, oder Kunststoffen. Die Vorrichtung
110 ist zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Oberflächenbehandlung und
dem Haspel 108 angeordnet.
[0101] Das Verfahren und die Vorrichtung 10 nach der Erfindung eignen sich besonders gut
für die Massenproduktion von länglichen Profilen, wie zum Beispiel Kopfstützbügeln
in Kraftfahrzeugen oder ähnlichem, die vorzugsweise aus Aluminium oder Aluminium enthaltenden
Legierungen bestehen. Insbesondere zeichnen sich derartig hergestellte Kopfstützen
einerseits durch eine ausgesprochen hohe Festigkeit, andererseits aber auch eine gewisse
Verformbarkeit aus, so daß gerade bei Frontalzusammenstößen bisher zu verzeichnende
Kopfverletzungen der Fahrzeuginsassen vermieden werden können.
[0102] Das Verfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen nach der Erfindung sind nicht auf
die zuvor beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So ist es durchaus
denkbar, die in dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den
Fig. 9A bis 12B auch die seitlichen Oberflächen in entsprechender Weise zu der oberen
bzw. unteren Oberfläche des Werkstücks zu bearbeiten. Zu diesem Zweck müßten dann
lediglich mindestens jeweils eine Walze mit einem Außenprofil etwa senkrecht zu den
beschriebenen Walzen angeordnet werden. Darüber hinaus ist es möglich, das zu behandelnde
Werkstück aus jedem auf dem Markt erhältlichen Material bzw. Werkstoff aus Metall
bzw. einer Metallegierung auszubilden. Gleiches gilt für eventuell vorzusehende Überzüge
des bereits behandelten Werkstücks bzw. einer Oberfläche oder Bohrung etc. davon,
die ebenfalls beliebig ausgebildet sein, mithin aus Metall bzw. einer Metallegierung
und/oder Farbe und/oder Kunststoff bestehen können.
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (12, 12', 12''), bei welchem das
Werkstück (12, 12', 12'') durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(22, 22', 76, 76', 78, 78') versehene Walze (16, 16', 16''', 74', 74'', 86', 86'')
zumindest teilweise beaufschlagt wird, wobei das Werkstück (12, 12', 12'') durch die
mindestens eine, insbesondere zwei jeweils, wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(22, 22', 76, 76', 78, 78') versehene Walze/n (16, 16', 16''', 74' , 74'', 86', 86'')
aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt wird, derart, daß die
behandelte Oberfläche (14, 14', 14'') des Werkstücks (12, 12', 12'') unter Druckeigenspannungen
und die unter der behandelten Oberfläche (14, 14', 14'') liegenden Zonen des Werkstücks
(12, 12', 12'') unter Zugeigenspannungen in axialer und tangentialer Richtung gesetzt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12, 12', 12'') durch die Beaufschlagung durch die mindestens eine
wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (22, 22', 76, 76', 78, 78') versehene Walze
(16, 16', 16''', 74', 74'', 86', 86'') in axialer Richtung bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12) mit einer runden Oberfläche (14) durch mindestens eine wenigstens
teilweise mit einem Außenprofil (22, 22') versehene Walze (16, 16', 16'''), die parallel
zum Werkstück (12) angeordnet und um deren Längsachse (18, 18', 18''') sowie um das
Werkstück (12) drehbar ist, beaufschlagt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12'') mit wenigstens einer Bohrung (14'') oder dergleichen Ausnehmung
durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (22, 22') versehene
Walze (16, 16'), die parallel zur Bohrung (14'') oder dergleichen Ausnehmung angeordnet
und um deren Längsachse (18, 18') sowie in der Bohrung (14'') oder dergleichen Ausnehmung
drehbar ist, beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12, 12'') durch eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (22,
22') versehene Walze (16, 16', 16''') und wenigstens eine, insbesondere zwei, im wesentlichen
unprofilierte Walze/n (16''), die um das Werkstück (12) bzw. in der wenigstens einen
Bohrung (14'') oder dergleichen Ausnehmung angeordnet sind, beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12, 12'') durch eine Walze (16''') mit einem Außenprofil (22, 22')
in Form von zu der Längsachse (18''') der Walze (16''') in einem Winkel (α, α') angeordneten
ringförmigen Wülsten (24) und Ausnehmungen (26) bearbeitet wird, wobei die zu der
Längsachse (18''') der Walze (16''') in einem Winkel (α) angeordneten ersten ringförmigen
Wülste (24) und Ausnehmungen (26) der Walze (16, 16') und die in einem anderen Winkel
(α') angeordneten zweiten ringförmigen Wülste (24) und Ausnehmungen (26) der Walze
(16, 16') zueinander im wesentlichen entgegengesetzte Vorlaufstellung aufweisen.
7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12, 12'') durch zwei jeweils wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(22, 22') versehene Walzen (16, 16') und eine im wesentlichen unprofilierte Walze
(16''), die um das Werkstück (12) bzw. in der wenigstens einen Bohrung (14'') oder
dergleichen Ausnehmung angeordnet sind, beaufschlagt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12, 12'') durch zwei Walzen (16, 16') mit einem Außenprofil (22, 22')
in Form von zu den Längsachsen (18, 18') der Walzen (16, 16') in einem Winkel (α,
α') angeordneten ringförmigen Wülsten (24) und Ausnehmungen (26) bearbeitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Walzen (16, 16') in gleicher Drehrichtung angetrieben werden, wenn die zu
den Längsachsen (18, 18') der Walzen (16, 16') in einem Winkel (α, α') angeordneten
ringförmigen Wülste (24) und Ausnehmungen (26) der zwei Walzen (16, 16') eine zueinander
im wesentlichen entgegengesetzte Vorlaufstellung aufweisen.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Walzen (16, 16') in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden, wenn
die zu den Längsachsen (18, 18') der Walzen (16, 16') in einem Winkel (α, α') angeordneten
ringförmigen Wülste (24) und Ausnehmungen (26) der zwei Walzen (26, 26') eine zueinander
im wesentlichen gleiche Vorlaufstellung aufweisen.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12') mit wenigstens einer ebenen Oberfläche (14') durch mindestens
eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78') versehene Walze
(74', 74'', 86', 86''), die im wesentlichen senkrecht oder in einem Winkel (β) zum
Werkstück (12') angeordnet und um deren Längsachse (80) drehbar ist, beaufschlagt
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12') durch die mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(76, 76', 78, 78') versehene Walze (74', 74'') beaufschlagt wird und durch mindestens
eine weitere wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78') versehene
Walze (86', 86'') oder eine unprofilierte Walze (86, 86''') oder dergleichen Abstüzeinrichtung,
die zu der mindestens einen Walze (74', 74'') gegenüberliegend beabstandet ist, beaufschlagt
bzw. abgestützt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Oberfläche (14') des Werkstücks (12') durch die mindestens eine
Walze (74', 74'', 86', 86'') mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78') in Form von
ringförmigen Wülsten (94) und Ausnehmungen (96) bearbeitet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Oberfläche (14') des Werkstücks (12') durch mehrere Walzen (74',
74'', 86', 86'') mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78') in Form der ringförmigen
Wülste (94) und Ausnehmungen (96) bearbeitet wird, wobei die ringförmigen Wülste (94)
und Ausnehmungen (96) von zueinander benachbarten Walzen (74', 74'', 86', 86'') in
deren Ausgestaltung und Anordnung voneinander unterschiedlich sind und/oder die jeweils
zueinander benachbarten Walzen (74', 74'', 86', 86'') in verschiedener Drehrichtung
angetrieben werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Oberfläche (14') des Werkstücks (12') durch Walzen (74'', 86'')
mit einem Außenprofil (78, 78') in Form von zu den Längsachsen (80) der Walzen (74'',
86'') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten (94) und Ausnehmungen
(96) bearbeitet wird, wobei die Walzen (74'', 86'') bei im wesentlichen entgegengesetzter
Vorlaufstellung der Wülste (94) und Ausnehmungen (96) in gleicher Drehrichtung oder
bei im wesentlichen gleicher Vorlaufstellung der Wülste (94) und Ausnehmungen (96)
in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Oberfläche (14') des Werkstücks (12') durch Walzen (74', 86')
mit einem Außenprofil (76, 76') in Form von zu deren Längsachsen (80) senkrechten,
insbesondere zueinander axial versetzten, ringförmigen Wülsten (94) und Ausnehmungen
(96) bearbeitet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Werkstück (12, 12', 12'') oder die wenigstens teilweise behandelte
Oberfläche (14, 14') bzw. die wenigstens eine behandelte Bohrung (14'') oder dergleichen
Ausnehmung des Werkstücks (12, 12', 12'') mit einem Überzug aus Metall, wie Chrom,
Kupfer oder dergleichen, und/oder aus einer Metallegierung und/oder aus einer Farbe
und/oder aus Kunststoff beschichtet und/oder eloxiert und/oder galvanisiert und/oder
gebeizt wird.
18. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (12) mit einer runden Oberfläche
(14), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
die drei parallel und um das Werkstück (12) angeordnete Walzen (16, 16', 16'', 16''')
umfaßt, welche wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche (14) des Werkstücks (12)
beaufschlagenden Außenprofil (22, 22') in Form von zu der Längsachse (18, 18', 18''')
der Walze (16, 16', 16''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten
(24) und Ausnehmungen (26) versehen und jeweils einzeln um deren Längsachsen (18,
18', 18'', 18''') sowie gemeinsam um das Werkstück (12) drehbar sind, wobei die mindestens
eine, insbesondere zwei, Walze/n (16, 16', 16''') wenigstens teilweise mit einem das
Werkstück (12, 12'') aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagenden
Außenprofil (22, 22') versehen sind.
19. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (12'') mit wenigstens einer
Bohrung (14'') oder dergleichen Ausnehmung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mindestens zwei, insbesondere drei, parallel
und in der Bohrung (14'') oder dergleichen Ausnehmung angeordnete Walzen (16, 16',
16'', 16''') umfaßt, welche wenigstens teilweise mit einem die Bohrung (14'') oder
dergleichen Ausnehmung beaufschlagenden Außenprofil (22, 22') in Form von zu der Längsachse
(18, 18', 18''') der Walze (16, 16', 16''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen
Wülsten (24) und Ausnehmungen (26) versehen und jeweils einzeln um deren Längsachsen
(18, 18', 18'', 18''') sowie gemeinsam in der Bohrung (14'') oder dergleichen Ausnehmung
drehbar sind, wobei die mindestens eine, insbesondere zwei, Walze/n (16, 16', 16''')
wenigstens teilweise mit einem das Werkstück (12, 12'') aufeinanderfolgend in entgegengesetzter
Richtung beaufschlagenden Außenprofil (22, 22') versehen sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Walze, insbesondere zwei, Walzen (16, 16', 16'''), wenigstens teilweise
mit einem das Werkstück (12, 12'') beaufschlagenden Außenprofil (22, 22') versehen
ist/sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Walzen, insbesondere eine Walze (16''), unprofiliert ausgebildet sind/ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Walze (16''') mit einem Außenprofil (22, 22') in Form von zu der Längsachse
(18''') der Walze (16''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten
(24) und Ausnehmungen (26) mit einer zueinander im wesentlichen entgegengesetzten
Vorlaufstellung versehen ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zueinander benachbarte Walzen (16, 16') mit einem Außenprofil (22, 22') bei
im wesentlichen entgegengesetzter Vorlaufstellung der Wülste (24) und Ausnehmungen
(26) in gleicher Drehrichtung und bei im wesentlichen gleicher Vorlaufstellung der
Wülste (24) und Ausnehmungen (26) in entgegengesetzter Drehrichtung antreibbar sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Walze (16, 16', 16''') mit unprofilierten Enden (30, 32) versehen
ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das in Bewegungsrichtung des Werkstücks (12, 12'') anströmseitige unprofilierte Ende
(30) der mindestens einen Walze (16, 16', 16''') einen geringfügig kleineren Außendurchmesser
aufweist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das in Bewegungsrichtung des Werkstücks (12, 12'') abströmseitige unprofilierte Ende
(32) der mindestens einen Walze (16, 16', 16''') einen geringfügig größeren Außendurchmesser
aufweist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (16, 16', 16'', 16''') von einer Antriebseinrichtung (34) zum Drehen der
Walzen (16, 16', 16'', 16''') jeweils einzeln um deren Längsachsen (18, 18', 18'',
18''') und einem Antriebskopf (36) oder dergleichen Antriebsanordnung zum Drehen der
Walzen (16, 16', 16'', 16''') gemeinsam um das Werkstück (12) bzw. in der wenigstens
einen Bohrung (14'') oder dergleichen des Werkstücks (12'') aufgenommen sind.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (16, 16', 16'', 16''') jeweils von der Antriebseinrichtung (34) mit einem
Ende (30) drehfest, insbesondere über ein Profil (38) und eine entsprechend geformte
Ausnehmung (40) der Antriebseinrichtung (34), und von dem Antriebskopf (36) oder dergleichen
Antriebsanordnung mit einem Ende (32) drehbar aufgenommen sind.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34) und/oder der Antriebskopf (36) hydraulisch oder pneumatisch
steuerbar ist/sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34) Antriebsmotoren (46) umfaßt, die jeweils einer der Walzen
(16, 16', 16'') zugeordnet sind.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskopf (36) oder dergleichen Antriebsanordnung mit einem Schneckenantrieb
(48) drehbar ist, der insbesondere über einen gesonderten Antriebsmotor (50) antreibbar
ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34) und der Antriebskopf (36) zueinander relativ bewegbar
ausgebildet sind.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34) über eine Führungseinrichtung (52) oder dergleichen
und ein mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbares Antriebselement
(54), insbesondere einen Druckzylinder oder dergleichen, längsverschiebbar ist.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34) und/oder der Antriebskopf (36) mit Zentriereinrichtungen
(58) für das Werkstück (12) versehen ist/sind.
35. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (12') mit wenigstens einer ebenen
Oberfläche (14'), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, die mindestens eine im wesentlichen senkrecht oder unter einem Winkel (β)
zur Längsrichtung (Pfeil 28) des Werkstücks (12') angeordnete Walze (74', 74'', 86',
86'') umfaßt, welche wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche (14') des Werkstücks
(12') beaufschlagenden Außenprofil (76, 76', 78, 78') in Form von zu der Längsachse
(80) der mindestens einen Walze (86', 86'') in einem Winkel (α, α') oder senkrecht
angeordneten ringförmigen Wülsten (94) und Ausnehmungen (96) versehen und um deren
Längsachse (80) drehbar ist, wobei der mindestens einen wenigstens teilweise mit einem
Außenprofil (76, 78) versehenen Walze (74', 74'', 86', 86'') eine zusätzliche wenigstens
teilweise mit einem Außenprofil (76', 78') versehene Walze (74', 74'', 86', 86'')
in Bewegungsrichtung des Werkstücks (12') zur Beaufschlagung der Oberfläche (14')
des Werkstücks (12') aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung nachgeordnet
ist.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens einen wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78')
versehenen Walze (74', 74'') mindestens eine weitere wenigstens teilweise mit einem
Außenprofil (76, 76', 78, 78') versehene Walze (86', 86'') oder unprofilierte Walze
(86, 86''') oder dergleichen Abstützeinrichtung gegenüberliegend zugeordnet ist.
37. Vorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei einander nachgeordneten Walzen (74'', 86'') ringförmige Wülste (94) und
Ausnehmungen (96) aufweisen, die zu deren Längsachsen (80) in einem Winkel (α, α')
angeordnet sind, wobei die zwei Walzen (74'', 86'') bei im wesentlichen entgegengesetzter
Vorlaufstellung der Wülste (94) und Ausnehmungen (96) in gleicher Drehrichtung oder
bei im wesentlichen gleicher Vorlaufstellung der Wülste (94) und Ausnehmungen (96)
in entgegengesetzter Drehrichtung antreibbar sind.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei einander nachgeordneten Walzen (74', 86') ringförmige Wülste (94) und Ausnehmungen
(96) aufweisen, die zu deren Längsachsen (80) senkrecht angeordnet sind, wobei die
zwei Walzen (74', 86') und/oder die ringförmigen Wülste (94) und Ausnehmungen (96)
zueinander axial versetzt sind.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens einen wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche (14') des Werkstücks
(12') beaufschlagenden Außenprofil (76, 76', 78, 78') versehenen Walze (74', 74'',
86', 86'') wenigstens eine unprofilierte Walze (74, 74''', 86, 86''') in Bewegungsrichtung
des Werkstücks (12') vor- und/oder nachgeordnet ist.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine vorgeordnete unprofilierte Walze (74, 74''', 86, 86''') einen
geringfügig kleineren Außendurchmesser aufweist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine nachgeordnete unprofilierte Walze (74, 74''', 86, 86''') einen
geringfügig größeren Außendurchmesser aufweist.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Wülste (24, 94) über den Außendurchmesser der mindestens einen Walze
(16, 16', 74', 74'', 86', 86'') hinausragen.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Walze (74', 74') in einer Aufnahmeeinrichtung (72) gelagert ist,
die gegenüber einer das Werkstück (12') abstützenden Abstützeinrichtung (84) relativ
bewegbar ist.
44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (72) über eine Führungseinrichtung (88) oder dergleichen
und ein mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbares Antriebselement
(90), insbesondere einem Druckzylinder oder dergleichen, gegenüber der Abstützeinrichtung
(84) relativ verstellbar ist.
45. Vorrichtung nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (84) die mindestens eine weitere wenigstens teilweise mit
einem Außenprofil (78, 78') versehene Walze (86', 86'') oder unprofilierte Walze (86,
86''') oder dergleichen umfaßt.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (72) und/oder die Abstützeinrichtung (84) hydraulisch oder
pneumatisch steuerbar ist/sind.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens einen wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78')
versehenen und/oder unprofilierten Walze (74', 74'', 86', 86'' bzw. 74, 74''', 86,
86''') jeweils ein gesonderter Antriebsmotor (92) zugeordnet ist.
48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (16, 16', 16'', 74, 74', 74'', 74''', 86, 86', 86'', 86''') mehrteilig
ausgebildet, insbesondere aus einer Welle (60) sowie einer mit der Welle (60) drehfest
verbundenen Hülse (64) mit dem teilweise vorgesehenen Außenprofil (22, 22', 76, 76',
78, 78'), dem glatten anströmseitigen Ende (30), und dem glatten abströmseitigen Ende
(32) oder mit glatter Oberfläche insgesamt zusammengesetzt sind.
49. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (16, 16', 16'', 74, 74', 74'', 74''', 86, 86', 86'', 86''') durch ein
inneres Kühlsystem und/oder ein äußeres Kühlbad kühlbar sind.
50. Verwendung eines Verfahrens und einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (12, 12', 12'') aus Metall, insbesondere
aus unedlen Metallen, wie Aluminium, Blei, Chrom, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Mangan,
Molybdän, Silicium, Wolfram, Zinn, Zink, oder Legierungen daraus, wie Messing, vorzugsweise
aus Stahl und/oder aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen, wie
AlMg4,5Mn, AlMgSi0,5, AlMgSi, AlMg5, AlZn4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg2, AlZnMgCu0,5, AlZnMgCu1,5, AlCuMgPb, oder aus edlen Metallen, wie Gold, Palladium, Platin, Silber, oder Legierungen
daraus, oder aus Kombinationen daraus.
51. Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
zur Herstellung von länglichen, insbesondere gehärteten und/oder beschichteten, Profilen
(12, 12') aus Vollmaterial, insbesondere von Drähten, Stangen und Bändern, und/oder
aus rohrförmigem Material, insbesondere von Rohren, vorzugsweise von Kopfstützbügeln
in Kraftfahrzeugen.
52. Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
zur Herstellung von gewickelten, insbesondere gehärteten und/oder beschichteten, Werkstücken,
vorzugsweise von Schraubenfedern.
53. Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
zur Herstellung von Bohrungen (14'') oder dergleichen Ausnehmungen des Werkstücks
(12''), insbesondere von Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen, vorzugsweise
in Motoren von Kraftfahrzeugen.
1. A method for the surface treatment of workpieces in which said workpiece (12, 12',
12'') is worked at least in part by at least one roll (16, 16', 16''', 74', 74'',
86', 86'') provided at least in part with an outer profile (22, 22', 76, 76', 78,
78'), whereby said workpiece (12, 12', 12'') is worked by at least one, more particularly
two, roll(s) (16, 16', 16''', 74', 74'', 86', 86'') provided at least in part with
an outer profile (22, 22', 76, 76', 78, 78') in sequence in the opposite direction,
such that the treated surface (14, 14', 14'') of said workpiece (12, 12', 12'') is
exposed to inherent compressive stresses and the zones located beneath said treated
surface (14, 14', 14'') of said workpiece (12, 12', 12'') are exposed to inherent
tensiles stresses axially and tangentially.
2. The method as set forth in claim 1, characterized in that said workpiece (12, 12', 12'') is moved in the axial direction by said at least one
roll (16, 16', 16''', 74', 74'', 86', 86'') provided at least in part with an outer
profile (22, 22', 76, 76', 78, 78').
3. The method as set forth in claim 1 or 2, characterized in that said workpiece (12) having a round surface (14) is worked by at least one roll (16,
16', 16''') provided at least in part with an outer profile (22, 22') arranged parallel
to said workpiece (12) and which is rotatable about the longitudinal centerline (18,
18',18''') thereof as well as about said workpiece (12).
4. The method as set forth in claim 1 or 2, characterized in that said workpiece (12'') including at least one bore (14'') or similar opening is worked
by at least one roll (16, 16') provided at least in part with an outer profile (22,
22') arranged parallel to said bore (14'') or similar opening and which is rotatable
about said longitudinal centerline (18, 18') as well as about said bore (14'') or
similar opening.
5. The method as set forth in claim 3 or 4, characterized in that said workpiece (12, 12'') is worked by a roll (16, 16', 16''') provided at least
in part with an outer profile (22, 22') and at least one, more particularly two, substantially
non-profiled roll(s) (16'') arranged about said workpiece (12) or in said at least
one bore (14'') or similar opening.
6. The method as set forth in claim 5, characterized in that said workpiece (12, 12'') is worked by a roll (16''') having an outer profile (22,
22') in the form of annular beads (24) and recesses (26) arranged at an angle (α,
α') to said longitudinal centerline (18''') of said roll (16'''), whereby said first
annular beads (24) and recesses (26) arranged at an angle (α) to said longitudinal
centerline (18''') of said roll (16''') and said second annular beads (24) and recesses
(26) of said roll (16''') arranged at an angle (α') comprise a lead position substantially
opposing each other.
7. The method as set forth in claim 3 or 4, characterized in that said workpiece (12, 12'') is worked by two rolls (16, 16') each provided at least
in part with an outer profile (22, 22') and a substantially non-profiled roll (16'')
arranged about said workpiece (12) or in said at least one bore (14'') or similar
opening.
8. The method as set forth in claim 7, characterized in that said workpiece (12, 12'') is worked by two rolls (16, 16') having an outer profile
(22, 22'') in the form of annular beads (24) and recesses (26) arranged at an angle
(α, α') to said longitudinal centerlines (18, 18') of said rolls (16, 16').
9. The method as set forth in claim 8, characterized in that said two rolls (16, 16') are powered in the same direction of rotation when said
annular beads (24) and recesses (26) arranged at an angle (α, α') to said longitudinal
centerlines (18, 18') of said two rolls (16, 16') comprise a lead position substantially
opposing each other.
10. The method as set forth in claim 8, characterized in that said two rolls (16, 16') are powered in the opposite direction of rotation when said
annular beads (24) and recesses (26) arranged at an angle (α, α') to said longitudinal
centerlines (18, 18') of said two rolls (16, 16') comprise a lead position substantially
the same to each other.
11. The method as set forth in claim 1 or 2, characterized in that said workpiece (12') including at least one flat surface (14') is worked by at least
one roll (74', 74'', 86', 86'') provided at least in part with an outer profile (76,
76', 78, 78') arranged substantially perpendicular or at an angle (β) to said workpiece
(12') and rotatable about the longitudinal centerline (80) thereof.
12. The method as set forth in claim 11, characterized in that said workpiece (12') is worked by at least one roll (74', 74'') provided at least
in part with an outer profile (76, 76', 78, 78') and is worked or supported by at
least one further roll (86', 86'') provided at least in part with an outer profile
(76, 76', 78, 78') or a non-profiled roll (86, 86''') or similar supporting means
located spaced away and opposite said at least one roll (74', 74'').
13. The method as set forth in claim 11 or 12, characterized in that said surface (14') to be treated of said workpiece (12') is worked by said at least
one roll (74', 74'', 86', 86'') having an outer profile (76, 76', 78, 78') in the
form of annular beads (94) and recesses (96).
14. The method as set forth in claim 13, characterized in that said surface (14') of said workpiece (12') to be treated is worked by several rolls
(74', 74'', 86', 86'') having an outer profile (76, 76', 78, 78') in the form of annular
beads (94) and recesses (96), whereby said annular beads (94) and recesses (96) of
adjoining rolls (74', 74'', 86', 86'') differ from each other in their configuration
and arrangement and/or each of said adjoining rolls (74', 74'', 86', 86'') is powered
in a different direction of rotation.
15. The method as set forth in claim 14, characterized in that said surface (14') of said workpiece (12') to be treated is worked by rolls (74'',
86'') having an outer profile (78, 78') in the form of annular beads (94) and recesses
(96) arranged at an angle (α, α') to said longitudinal centerlines (80) of said rolls
(74'', 86''), whereby said rolls (74'', 86'') are powered in the same direction of
rotation for a substantially opposite lead position of said beads (94) and recesses
(96) or in the opposite direction of rotation for a substantially same lead position
of said beads (94) and recesses (96).
16. The method as set forth in claim 14 or 15, characterized in that said surface (14') of said workpiece (12') to be treated is worked by rolls (74'
,86') having an outer profile (76, 76') in the form of annular beads (94) and recesses
(96) arranged perpendicular to their longitudinal centerlines (80), in particular
axially staggered relatively to each other.
17. The method as set forth in any of claims 1 to 16, characterized in that said workpiece (12, 12', 12'') or said surface (14, 14') or said at least one bore
(14'') or similar opening to be treated of said workpiece (12, 12', 12'') is coated
with a covering of metal, such as chromium, copper or the like, and/or with a metal
alloy and/or a paint and/or plastics and/or is anodized and/or galvanized and/or pickled.
18. A device for surface treatment of workpieces (12) having a round surface (14), in
particular for implementing the method as set forth in any of the preceding claims,
comprising three rolls (16, 16', 16'', 16''') arranged parallel to and about said
workpiece (12) provided at least in part with an outer profile (22, 22') working said
surface (14) of said workpiece (12) configured in the form of annular beads (24) and
recesses (26) arranged at an angle (α, α') to said longitudinal centerline (18, 18',
18''') of said roll (16, 16', 16''') and each rotatable about their longitudinal centerlines
(18, 18', 18'', 18''') as well as in combination about said workpiece (12), whereby
said at least one, more particularly two, roll(s) (16, 16' , 16''') are provided at
least in part with an outer profile (22, 22') working said workpiece (12, 12'') in
sequence in the opposite direction.
19. The device for surface treatment of workpieces (12'') having at least one bore (14'')
or similar opening, in particular for implementing the method as set forth in any
of the preceding claims, comprising at least two, more particularly three, rolls (16,
16', 16'', 16''') provided at least in part with an outer profile (22, 22') working
said bore (14'') or similar opening configured in the form of annular beads (24) and
recesses (26) arranged at an angle (α, α') to said longitudinal centerline (18, 18',
18''') of said roll (16, 16', 16''') and each rotatable individually about their longitudinal
centerlines (18, 18', 18'', 18''') as well as in combination in said bore (14'') or
similar opening, whereby said at least one, more particularly two, roll(s) (16, 16',
16''') are provided at least in part with an outer profile (22, 22') working said
workpiece (12, 12'') in sequence in the opposite direction.
20. The device as set forth in claim 18 or 19, characterized in that a roll, more particularly two, rolls (16, 16', 16''') is/are provided at least in
part with an outer profile (22, 22') working said workpiece (12, 12'').
21. The device as set forth in claim 20, characterized in that the remaining rolls, more particularly one roll (16''), are/is configured non-profiled.
22. The device as set forth in any of claims 18 to 21, characterized in that said one roll (16''') is provided with an outer profile (22, 22') in the form of
annular beads (24) and recesses (26) arranged at an angle (α, α') to said longitudinal
centerline (18''') of said roll (16''') having substantially an opposed lead position
to each other.
23. The device as set forth in any of claims 18 to 22, characterized in that two adjoining rolls (16, 16') having an outer profile (22, 22') are drivable in the
same direction of rotation for substantially an opposed lead position of said beads
(24) and recesses (26) and in the opposite direction of rotation for substantially
the same lead position of said beads (24) and recesses (26).
24. The device as set forth in any of claims 18 to 23, characterized in that said at least one roll (16, 16', 16''') is provided with non-profiled ends (30, 32).
25. The device as set forth in claim 24, characterized in that said non-profiled end (30) of said at least one roll (16, 16', 16''') incoming in
said direction of movement of said workpiece (12, 12'') comprises a slightly smaller
outer diameter.
26. The device as set forth in claim 24 or 25, characterized in that said non-profiled end (32) of said at least one roll (16, 16', 16''') outgoing in
said direction of movement of said workpiece (12, 12'') has a slightly larger outer
diameter.
27. The device as set forth in any of claims 18 to 26, characterized in that said rolls (16, 16', 16'', 16''') are mounted by a drive means (34) for rotating
each of said rolls (16, 16', 16'', 16''') individually about their longitudinal centerlines
(18, 18', 18'', 18''') and by a drive head (36) or similar drive arrangement for rotating
said rolls (16, 16', 16'', 16''') in combination about said workpiece (12) or in said
at least one bore (14'') or the like of said workpiece (12'').
28. The device as set forth in claim 27, characterized in that each of said rolls (16, 16', 16'', 16''') is non-rotatably mounted by said drive
means (34) by one end (30), in particular via a section (38), and a correspondingly
shaped recess (40) of said drive means (34), and is rotatably mounted by said drive
head (36) or similar drive arrangement by one end (32).
29. The device as set forth in claim 27 or 28, characterized in that said drive means (34) and/or said drive head (36) is/are controllable hydraulically
or pneumatically.
30. The device as set forth in any of claims 27 to 29, characterized in that said drive means (34) comprises drive motors (46) each assigned to one of said rolls
(16, 16', 16'').
31. The device as set forth in any of claims 27 to 30, characterized in that said drive head (36) or similar drive arrangement is rotatable with a worm drive
(48) in particular powered via a separate drive motor (50).
32. The device as set forth in any of claims 27 to 31, characterized in that said drive means (34) and said drive head (36) are configured movable relative to
each other.
33. The device as set forth in claim 32, characterized in that said drive means (34) is longitudinally shiftable via a guide means (52) and a mechanically,
electrically, pneumatically or hydraulically actuatable drive element (54), in particular
a pressure cylinder or the like.
34. The device as set forth in any of claims 27 to 33, characterized in that said drive means (34) and/or said drive head (36) is/are provided with a centering
means (58) for said workpiece (12).
35. A device for surface treatment of workpieces (12') having at least one flat surface
(14'), in particular for implementing the method as set forth in any of the preceding
claims, comprising at least one roll (74', 74'', 86', 86'') arranged substantially
perpendicular or at an angle (β) to the longitudinal direction (arrow 28) of said
workpiece (12') which is provided with an outer profile (76, 76', 78, 78') working
said surface (14') of said workpiece (12') at least in part configured in the form
of annular beads (94) and recesses (96) arranged at an angle (α, α') or perpendicular
to said longitudinal centerline (80) and which is rotatable about the longitudinal
centerline (80) thereof, whereby said at least one roll (74', 74'', 86', 86'') provided
with an outer profile (76, 78) at least in part is followed in the direction of movement
of said workpiece (12') by an additional roll (74', 74'', 86', 86'') provided likewise
at least in part with an outer profile (76', 78') to work said surface (14') of said
workpiece (12') in sequence in the opposite direction.
36. The device as set forth in claim 35, characterized in that , said at least one roll (74', 74'') provided with an outer profile (76, 76', 78,
78') at least in part is assigned at least one further roll (86', 86'') provided at
least in part with an outer profile (76, 76', 78, 78') or non-profiled roll (86',
86'') or like supporting means opposite.
37. The device as set forth in claim 35 or 36, characterized in that said two rolls (74'', 86'') following each other comprise annular beads (94) and
recesses (96) arranged at an angle (α, α') to the longitudinal centerlines (80) thereof,
said two rolls (74'', 86'') being powered in the same direction of rotation when said
annular beads (94) and recesses (96) comprise a lead position substantially opposing
or in the opposite direction of rotation when said annular beads (94) and recesses
(96) comprise a lead position substantially the same.
38. The device as set forth in any of claims 35 to 37, characterized in that said two rolls (74', 86') following each other comprise annular beads (94) and recesses
(96) arranged perpendicular the longitudinal centerlines (80) thereof, said two rolls
(74', 86') and/or said annular beads (94) and recesses (96) being axially staggered
relative to each other.
39. The device as set forth in any of claim 35 to 38, characterized in that at least one non-profiled roll (74, 74''', 86', 86''') is provided upstream and/or
downstream of said at least one roll (74', 74'', 86', 86'') provided at least in part
with an outer profile (76, 76', 78, 78') working said surface (14') of said workpiece
(12') in the direction of movement of said workpiece (12').
40. The device as set forth in claim 39, characterized in that said at least one upstream non-profiled roll (74', 74''', 86', 86''') comprises a
slightly smaller outer diameter.
41. The device as set forth in claim 39 or 40, characterized in that said at least one non-profiled downstream roll (74', 74''', 86', 86''') comprises
a slightly larger outer diameter.
42. The device as set forth in any of claims 18 to 41, characterized in that said annular beads (24, 94) protrude beyond the outer diameter of said at least one
roll (16, 16', 74', 74'', 86', 86'').
43. The device as set forth in any of claims 35 to 42, characterized in that said at least one roll (74', 74'') is mounted in a mounting means (72) movable relative
to supporting means (84) supporting said workpiece (12').
44. The device as set forth in claim 43, characterized in that said mounting means (72) is adjustable relative to said supporting means (84) via
a guide means (88) or the like and a mechanically, electrically, pneumatically or
hydraulically actuatable drive element (90), in particular a pressure cylinder or
the like.
45. The device as set forth in claim 43 or 44, characterized in that said supporting means (84) comprises said at least one further roll (86', 86'') provided
at least in part with an outer profile (78, 78') or a non-profiled roll (86, 86''').
46. The device as set forth in any of claims 43 to 45, characterized in that said mounting means (72) and/or said supporting means (84) is/are expediently hydraulically
or pneumatically controllable.
47. The device as set forth in any of claims 43 to 46, characterized in that said at least one roll (74', 74'', 86', 86'') provided with an outer profile (76,
76', 78, 78') at least in part and/or non-profiled is assigned in each case a separate
drive motor (92).
48. The device as set forth in any of claims 18 to 47, characterized in that said rolls (16, 16', 16'', 74', 74', 74'', 74''', 86, 86', 86'', 86''') are configured
multipart, they being composed of a shaft (60) as well as a sleeve (64) non-rotatively
connected to said shaft (60) together with said outer profile (22, 22', 76, 76', 78,
78') provided at least in part, said smooth incoming end (30) and said smooth outgoing
end (32), or with a smooth surface throughout.
49. The device as set forth in any of claims 18 to 48, characterized in that said rolls (16, 16', 16'', 74, 74', 74'', 74''', 86, 86', 86'', 86''') are coolable
by an internal cooling system and/or an external cooling bath.
50. Use of a method and a device as set forth in any of the preceding claims for surface
treatment of workpieces (12, 12', 12'') of metal or of base metals such as aluminum,
lead, chromium, iron, cobalt, nickel, copper, manganese, molybdenum, silicon, tungsten,
tin, zinc or alloys thereof such as brass, preferably of steel and/or aluminum and/or
alloyed aluminum such as for example, AlMg4.5Mn, AlMgSi0.5, AlMgSi, AlMg5, AlZn4.5Mg,
AlCuMg, AlCuMg2, AlZnMgCu0.5, AlznMgCu1.5, AlCuMgPb or of noble metals such as gold,
palladium, platinum, silver or alloys thereof, or of combinations of base and noble
metals.
51. Use of said method and said device as set forth in any of the preceding claims for
producing elongated sections (12, 12') of solid metal, especially where hardened and/or
coated, or in particular wires, rods and strips and/or tubular material, in particular
tubings, preferably headrest brackets in automobiles.
52. Use of said method and said device as set forth in any of the preceding claims for
producing coiled, in particular hardened and/or coated, workpieces, preferably coiled
springs.
53. Use of said method and said device as set forth in any of the preceding claims for
producing bores (14'') or similar openings of the workpiece (12''), in particular
of through-holes and/or blind holes in automotive engines.
1. Procédé pour le traitement de surface de pièces à usiner (12, 12', 12'') dans lequel
on applique sur la pièce à usiner (12, 12', 12''), au moins un rouleau (16, 16', 16''',
74', 74'', 86', 86'') pourvu au moins partiellement d'un profilé extérieur (22, 22',
76, 76', 78, 78'); la pièce à usiner (12, 12', 12'') étant chargée par une au moins,
notamment deux rouleaux (16, 16', 16''', 74', 74'', 86', 86'') se suivant dans une
direction opposée, pourvu(s) au moins partiellement d'un profilé extérieur (22, 22',
76, 76', 78, 78'), de manière à ce que les surfaces (14, 14', 14'') traitées de la
pièce à usiner (12, 12', 12'') soient soumises sous contraintes résiduelles de pression
et que les zones de la pièce à usiner (12, 12', 12'') se trouvant sous la surface
traitée (14, 14', 14') soient soumises à des contraintes résiduelles de traction dans
une direction axiale et tangentielle.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce à usiner (12, 12', 12'') est déplacée par l'application d'au moins un rouleau
(16, 16', 16''', 74', 74'', 86', 86'') pourvue au moins partiellement d'un profilé
extérieur (22, 22, 76, 76', 78, 78') dans une direction axiale.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on applique sur la pièce à usiner (12) avec une surface (14) ronde au moins un rouleau
(16, 16', 16''') pourvu au moins partiellement d'un profilé extérieur (22, 22') qui
est disposé de façon parallèle par rapport à la pièce à usiner (12) et est susceptible
de tourner sur son axe longitudinal (18, 18', 18''') ainsi qu'autour de la pièce à
usiner (12).
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on applique sur la pièce à usiner (12'') dotée d'au moins un alésage (14'') ou un
évidement similaire, au moins un rouleau (16, 16') pourvu au moins partiellement d'un
profilé extérieur (22, 22'), lequel rouleau est disposé de façon parallèle par rapport
à l'alésage (14'') ou l'évidement similaire et est susceptible de tourner autour de
son axe longitudinal (18, 18') ainsi que dans l'alésage (14'') ou dans un évidement
similaire.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on applique sur la pièce à usiner (12, 12'') un rouleau (16, 16', 16''') pourvu au
moins partiellement d'un profilé extérieur (22, 22') et d'au moins une, notamment
deux rouleaux (16'') essentiellement non profilé(s) qui sont disposés autour de la
pièce à usiner (12), notamment dans au moins un alésage (14'') ou un évidement similaire.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce à usiner (12, 12'') est usinée par un rouleau (16''') avec un profilé extérieur
(22, 22'') ayant la forme de bourrelets (24) et d'évidements (26) annulaires disposés
dans un angle (α, α') par rapport à l'axe longitudinal (18''') du rouleau (16''');
les premiers bourrelets (24) et évidements (26) annulaires du rouleau (16, 16') disposés
dans un angle (α) et les deuxièmes bourrelets (24) et évidements (26) annulaires du
rouleau (16, 16') disposés dans un autre angle (α') présentant. l'un par rapport à
l'autre une position de marche en avant essentiellement opposée.
7. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on applique sur la pièce à usiner (12, 12'') à chaque fois au moins partiellement,
deux rouleaux (16, 16') pourvus d'un profilé extérieur (22, 22') et un rouleau (16'')
essentiellement non profilé qui sont disposés autour de la pièce à usiner (12), respectivement
dans au moins un alésage (14'') ou un évidement similaire.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce à usiner (12, 12'') est usinée par deux rouleaux (16, 16') avec un profilé
extérieur (22, 22') ayant la forme de bourrelets (24) et d'évidements (26) annulaires
disposés dans un angle (α, α') par rapport aux axes longitudinaux (18, 18') des rouleaux
(16, 16').
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux rouleaux (16, 16') sont entraînée dans la même direction de rotation lorsque
les bourrelets (24) et les évidements (26) annulaires des deux rouleaux disposés dans
un angle (α, α') par rapport aux axes longitudinaux (18, 18') des rouleaux (16, 16')
présentent une position de marche en avant essentiellement opposée l'un par rapport
à l'autre.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux rouleaux (16, 16') sont entraînés dans une direction de rotation opposée
lorsque les bourrelets (24) et les évidements (26) annulaires des deux rouleaux (26,
26') disposés dans un angle (α, α') par rapport aux axes longitudinaux (18, 18') des
rouleaux présentent l'un par rapport à l'autre une position de marche en avant essentiellement
identique.
11. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on applique sur la pièce à usiner (12') avec au moins une surface (14') plane, au
moins un rouleau (74', 74'', 86', 86'') pourvu au moins partiellement d'un profilé
extérieur (76, 76', 78, 78'), lequel rouleau est disposé essentiellement de façon
perpendiculaire ou dans un angle (β) par rapport à la pièce à usiner (12') et est
susceptible de tourner autour de son axe longitudinal (80).
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on applique sur la pièce à usiner (12'), respectivement que celle-ci est supportée
par au moins un rouleau (74', 74'') pourvu au moins partiellement d'un profilé extérieur
(76, 76', 78, 78') et un autre rouleau (86, 86'') pourvu au moins partiellement d'un
profilé extérieur (76, 76', 78, 78') ou un rouleau non profilé (86, 86''') ou un dispositif
d'appui similaire qui est espacé de façon opposée par rapport à au moins un rouleau
(74', 74'').
13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la surface (14') traitée de la pièce à usiner (12') est usinée par au moins un rouleau
(74', 74'', 86', 86'') avec un profilé extérieur (76, 76', 78, 78') ayant la forme
de bourrelets (94) et d'évidements (96) annulaires.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la surface (14') à traiter de la pièce à usiner (12') est usinée par plusieurs rouleaux
(74', 74'', 86', 86'') avec un profilé extérieur (76, 76', 78, 78') ayant la forme
de bourrelets (94) et d'évidements (96) annulaires; les bourrelets (94) et évidements
(96) annulaires étant différents l'un de l'autre dans leur réalisation et disposition
par rapport à des rouleaux (74', 74', 86', 86'') voisins et/ou les rouleaux (74',
74'', 86', 86'') à chaque fois voisins l'un de l'autre sont entraînés dans des directions
de rotation différentes.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la surface (14') à traiter de la pièce à usiner (12') est traitée par des rouleaux
(74'', 86'') avec un profilé extérieur (78, 78') ayant la forme de bourrelets (94)
et d'évidements (96) annulaires disposés dans un angle (α, α') par rapport aux axes
longitudinaux (80) des rouleaux (74'', 86''); les rouleaux (74'', 86'') étant entraînés
dans la même direction de rotation pour une position de marche en avant des bourrelets
(94) et des évidements (96) essentiellement opposée ou par une position de marche
en avant essentiellement identique des bourrelets (94) et des évidements (96) dans
la direction de rotation opposée.
16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la surface (14') à traiter de la pièce à usiner (12') est usinée par des rouleaux
(74', 86') avec un profilé extérieur (76, 76') ayant la forme de bourrelets (94) et
d'évidements (96) annulaires disposés de façon perpendiculaire par rapport à leurs
axes longitudinaux (80) ou notamment de façon axialement décalée l'un par rapport
à l'autre.
17. Procédé selon une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la pièce à usiner (12, 12', 12') ou la surface (14, 14') au moins partiellement usinée,
respectivement au moins l'alésage (14'') usinée ou un évidement similaire de la pièce
à usiner (12, 12', 12'') est recouvert d'un revêtement en métal, comme le chrome,
le cuivre ou quelque chose de similaire, et/ou d'un alliage en métal et/ou d'une couleur
et/ou d'une matière plastique et/ou anodisée et/ou galvanisée et/ou décapée.
18. Dispositif pour le traitement de surface de pièces usinées (12) avec une surface (14)
ronde, notamment en réalisant le procédé selon une des revendications précédentes,
qui comprend trois rouleaux (16, 16', 16'', 16''') disposés autour de la pièce à usiner
(12), lesquels rouleaux comprennent au moins partiellement un profilé extérieur (22,
22') étant appliqué sur la surface (14) de la pièce à usiner (12) en forme des bourrelets
(24) et des évidements (26) annulaires disposés dans un angle (α, α') par rapport
à l'axe longitudinal (18, 18', 18') du rouleau (16, 16', 16''') et lesquels rouleaux
peuvent être tournés à chaque fois individuellement autour de leurs axes longitudinaux
(18, 18', 18'', 18''') ainsi qu'ensemble autour de la pièce à usiner (12); au moins
un rouleau, notamment deux rouleaux (16, 16'', 16''') comportent au moins un profilé
extérieur (22, 22') étant appliqué de façon successive sur la pièce à usiner (12,
12'') en direction opposée.
19. Dispositif pour le traitement de surface de pièces usinées (12'') avec au moins un
alésage (14'') ou un évidement similaire, notamment pour la réalisation du procédé
selon une des revendications précédentes, lequel comprend au moins deux, notamment
trois rouleaux (16, 16', 16'', 16''') disposés de façon parallèle et dans l'alésage
(14'') ou un évidement similaire, lesquels rouleaux comprennent au moins partiellement
un profilé extérieur (22, 22') étant appliqué sur l'alésage (14'') ou un évidement
similaire, en forme des bourrelets (24) et des évidements (26) annulaires disposés
dans un angle (α, α') par rapport à l'axe longitudinal (18, 18', 18''') du rouleau
(16, 16', 16''') et lesquels rouleaux peuvent être tournés à chaque fois individuellement
autour de leurs axes longitudinaux (18, 18', 18'', 18''') ainsi qu'ensemble dans l'alésage
(14'') ou un évidement similaire; au moins un rouleau, notamment deux rouleaux (16,
16', 16''') comportant au moins un profilé extérieur (22, 22'') étant appliqué de
façon successive sur la pièce à usiner (12, 12'') en direction opposée.
20. Dispositif selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce qu'au moins un rouleau, notamment deux, rouleaux (16, 16', 16''') est pourvu/sont pourvus
au moins partiellement d'un profilé extérieur (22, 22') appliqué sur la pièce à usiner
(12, 12'').
21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que les rouleaux restants, notamment un rouleau (16'') est/sont formé(s) de façon non
profilée.
22. Dispositif selon une des revendications 18 à 21, caractérisé en ce qu'un rouleau (16''') est pourvu d'un profilé extérieur (22, 22') ayant la forme de bourrelets
(24) et d'évidements (26) annulaires disposés dans un angle (α, α') par rapport à
l'axe longitudinal (18''') du rouleau (16''') avec une position de marche en avant
l'un par rapport à l'autre essentiellement opposée.
23. Dispositif selon une des revendications 18 à 22, caractérisé en ce que deux rouleaux voisins l'un par rapport à l'autre (16, 16') sont susceptibles d'être
entraînés avec un profilé extérieur (22, 22') dans une position de marche en avant
essentiellement opposée des bourrelets (24) et des évidements (26) dans la même direction
de rotation et dans une position de marche en avant essentiellement similaire des
bourrelets (24) et des évidements (26) dans la direction de rotation opposée.
24. Dispositif selon une des revendications 18 à 23, caractérisé en ce qu'au moins un rouleau (16, 16', 16''') est pourvu d'extrémités (30, 32) non profilées.
25. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que l'extrémité (30) non profilée située du côté amont dans la direction de la pièce
à usiner (12, 12'') d'au moins un rouleau (16, 16', 16''') présente un diamètre extérieur
légèrement plus petit.
26. Dispositif selon la revendication 24 ou 25, caractérisé en ce que l'extrémité (32) non profilée située du côté aval dans la direction de déplacement
de la pièce à usiner (12, 12'') d'au moins un rouleau (16, 16', 16''') présente un
diamètre extérieur légèrement plus petit.
27. Dispositif selon une des revendications 18 à 26, caractérisé en ce que les rouleaux (16, 16', 16'', 16''') sont reçus par un dispositif d'entraînement (34)
pour tourner les rouleaux (16, 16', 16'', 16''') à chaque fois individuellement autour
de leurs axes longitudinaux (18, 18', 18''') et par une tête d'entraînement (36) ou
un dispositif d'entraînement similaire pour tourner les rouleaux (16, 16', 16'', 16''')
ensemble autour de la pièce à usiner (12), respectivement dans au moins un alésage
(14''') ou quelque chose de similaire de la pièce à usiner (12'').
28. Dispositif selon la revendication 27 caractérisé en ce que, les rouleaux (16, 16', 16'', 16''') sont reçus de façon rotative à chaque fois par
le dispositif d'entraînement (34) avec une extrémité (30) de façon fixe en rotation,
notamment par un profilé (38) et un évidement (40) formé de façon correspondante du
dispositif d'entraînement (34) et par la tête d'entraînement (36) ou un dispositif
d'entraînement similaire avec une extrémité (32).
29. Dispositif selon la revendication 27 ou 28, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (34) et/ou la tête d'entraînement (36) est/sont susceptible(s)
d'être commandé(s) de façon hydraulique ou pneumatique.
30. Dispositif selon une des revendications 27 à 29, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (34) comprend des moteurs d'entraînement (46) qui sont
associés à chaque fois à un rouleau (16, 16', 16'').
31. Dispositif selon une des revendications 27 à 30, caractérisé en ce que la tête d'entraînement (36) ou un dispositif d'entraînement similaire est susceptible
d'être tourné par un entraînement par vis sans fin (48) qui est susceptible d'être
entraîné notamment par un moteur d'entraînement particulier (50).
32. Dispositif selon une des revendications 27 à 31, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (34) et la tête d'entraînement (36) sont formés l'un
par rapport à l'autre de façon à pouvoir bouger de façon relative.
33. Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (34) est susceptible d'être poussé longitudinalement
par un dispositif de guidage (52) ou quelque chose de similaire et un élément d'entraînement
(54) actionnable de façon mécanique, électrique, pneumatique ou hydraulique, notamment
un cylindre à pression ou quelque chose de similaire.
34. Dispositif selon une des revendications 27 à 33, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (34) et/ou la tête d'entraînement (36) est/sont pourvu(s)
de dispositifs de centrage (58) pour la pièce à usiner (12).
35. Dispositif pour le traitement de surface de pièces à usiner (12') avec au moins une
surface (14') plane, notamment pour la réalisation du procédé selon une des revendications
précédentes, qui comprend au moins un rouleau (74', 74'', 86', 86'') disposé essentiellement
de façon perpendiculaire ou sous un angle (β) par rapport à la direction longitudinale
(flèche 28) de la pièce à usiner (12), lequel rouleau est pourvu au moins partiellement
d'un profilé extérieur (76, 76', 78, 78') appliqué sur la surface (14') de la pièce
à usiner (12') ayant la forme de bourrelets (94) et d'évidements (96) annulaires disposés
dans un angle (α, α') par rapport à l'axe longitudinal (80) d'au moins un rouleau
(86', 86'') ou de façon perpendiculaire, et lequel rouleau est susceptible de tourner
autour de son axe longitudinal (80); au moins un rouleau (74', 74'', 86', 86'') pourvu
d'un profilé extérieur (76, 78) étant en aval du rouleau (74', 74'', 86', 86'') supplémentaire
pourvu au moins partiellement d'un profilé extérieur (76', 78') étant appliqué sur
la surface (14') dans la direction de déplacement de la pièce à usiner (12') de façon
successive dans la direction opposée.
36. Dispositif selon la revendication 35, caractérisé en ce qu'au moins un rouleau (74', 74'') pourvu au moins partiellement d'un profilé extérieur
(76, 76', 78, 78') est associé à au moins un autre rouleau (86', 86'') pourvu au moins
partiellement d'un profilé extérieur (76, 76', 78, 78') ou d'un rouleau (86, 86''')
non profilé ou d'un dispositif d'appui se trouvant en face.
37. Dispositif selon la revendication 35 ou 36, caractérisé en ce que les deux rouleaux (74'', 86'') situés l'un derrière l'autre présentent des bourrelets
(94) et des évidements (96) annulaires qui sont disposés dans un angle (α, α') par
rapport à leurs axes longitudinaux (80); les deux rouleaux (74'', 86'') étant susceptibles
d'être entraînés dans une position de marche en avant essentiellement opposée des
bourrelets (94) et des évidements (96) dans la même direction de rotation ou dans
une position de marche en avant essentiellement similaire des bourrelets (94) et des
évidements (96) dans la direction de rotation opposée.
38. Dispositif selon une des revendications 35 à 37, caractérisé en ce que les deux rouleaux (74', 86') disposés l'un derrière l'autre présentent des bourrelets
(94) et des évidements (96) annulaires qui sont disposés de façon perpendiculaire
par rapport à leurs axes longitudinaux (80); les deux rouleaux (74', 86') et/ou les
bourrelets (94) et les évidements (96) annulaires étant décalés de façon axiale l'un
par rapport à l'autre.
39. Dispositif selon une des revendications 35 à 38, caractérisé en ce qu'au moins un rouleau (74', 74'', 86', 86'') pourvu au moins partiellement d'un profil
extérieur (76, 76', 78, 78') étant appliqué sur la surface (14') de la pièce à usiner
(12') est disposé avant et/ou après au moins un rouleau non profilé (74, 74''', 86,
86''') dans la direction de déplacement de la pièce à usiner (12').
40. Dispositif selon la revendication 39, caractérisé en ce qu'au moins le rouleau (74, 74''', 86, 86''') non profilé disposé en amont présente un
diamètre extérieur légèrement plus petit.
41. Dispositif selon la revendication 39 ou 40, caractérisé en ce qu'au moins le rouleau (74, 74''', 86, 86''') non profilé disposé en aval présente un
diamètre extérieur légèrement plus petit.
42. Dispositif selon une des revendications 18 à 41, caractérisé en ce que les bourrelets (24, 94) annulaires font saillie au dessus du diamètre extérieur d'au
moins un rouleau (16, 16', 74', 74'', 86', 86'').
43. Dispositif selon une des revendications 35 à 42, caractérisé en ce qu'au moins un rouleau (74', 74') est disposé dans un dispositif de réception (72) qui
est susceptible d'être déplacé de façon relative par rapport à un dispositif d'appui
(84) supportant la pièce à usiner (12').
44. Dispositif selon la revendication 43, caractérisé en ce que le dispositif de réception (72) est susceptible d'être réglé de façon relative par
un dispositif de guidage (88) ou quelque chose de similaire et un élément d'entraînement
(90) actionnable de façon mécanique, électrique, pneumatique ou hydraulique, notamment
un cylindre de pression ou quelque chose de similaire, en face du dispositif d'appui
(84).
45. Dispositif selon la revendication 43 ou 44, caractérisé en ce que le dispositif d'appui (84) comprend au moins un rouleau (86', 86''') supplémentaire
avec un profilé extérieur (78, 78') ou un rouleau (86, 86''') non profilé ou quelque
chose de similaire.
46. Dispositif selon une des revendications 43 à 45, caractérisé en ce que le dispositif de réception (72) et/ou le dispositif d'appui (84) est/sont commandé(s)
de façon hydraulique ou pneumatique.
47. Dispositif selon une des revendications 43 à 46, caractérisé en ce qu'au moins le rouleau (74', 74'', 86', 86'', respectivement 74, 74''', 86, 86''') pourvu
au moins partiellement d'un profilé extérieur (76, 76', 78, 78') et/ou non profilé
associé à chaque fois d'un moteur d'entraînement (92) particulier.
48. Dispositif selon une des revendications 18 à 47, caractérisé en ce que les rouleaux (16, 16', 16'', 74, 74', 74'', 74''', 86, 86', 86'', 86''') sont formés
de plusieurs parties, notamment sont composés en tout d'un arbre (60) ainsi qu'une
douille (64) reliée à l'arbre (60) de façon fixe en rotation avec le profil extérieur
(22, 22', 76, 76', 78, 78') prévu partiellement, l'extrémité (30) lisse du côté en
amont et l'extrémité (32) lisse du côté en aval ou avec la surface lisse.
49. Dispositif selon une des revendications 18 à 48, caractérisé en ce que les rouleaux (16, 16', 16'', 74', 74'', 74''', 86, 86', 86'', 86''') peuvent être
refroidis par un système de refroidissement interne et/ou un bain de refroidissement
extérieur.
50. Utilisation d'un procédé et d'un dispositif selon une des revendications précédentes
pour le traitement de surface de pièces à usiner (12, 12', 12'') en métal, notamment
en métal non précieux, comme l'aluminium, le plomb, le chrome, le fer, le cobalt,
le nickel, le cuivre, le manganèse, le molybdène, la silice, le tungstène, l'étain,
le zinc ou des alliages issus de ceux-ci, comme le laiton, de préférence à partir
d'acier et/ou d'aluminium et/ou d'alliages contenant de l'aluminium, comme AlMg4,5Mn, AlMgSi0,5, AlMgSi, AlMg5, AlZn4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg2, AlZnMgCu0,5, AlZnMgCu1,5, AlCuMgPb, ou des métaux précieux, comme de l'or, du palladium, du platine, de l'argent
ou des alliages issus de ceux-ci, ou des combinaisons de ceux-ci.
51. Utilisation du procédé et du dispositif selon une des revendications précédentes pour
la fabrication de profilés (12, 12') longitudinaux, notamment durcis et/ou recouverts
de matériau plein, notamment de fils, barres et bandes, et/ou de matériau en forme
de tube, notamment de tubes, de préférence des appuie-tête détachables dans les véhicules
automobiles.
52. Utilisation du procédé et du dispositif selon une des revendications précédentes pour
la fabrication de pièces à usiner enroulées, notamment des pièces à usiner durcies
et/ou recouvertes, de préférence de ressorts hélicoïdaux.
53. Utilisation du procédé et du dispositif selon une des revendications précédentes pour
la fabrication d'alésages (14'') ou d'évidements similaires de la pièce à usiner (12''),
notamment d'alésages de passage et/ou d'alésages borgnes, de préférence dans les moteurs
de véhicules automobiles.